새로운 유형의 섬유는 온도에 따라 모양이 가역적으로 변하며 실로 뽑아 전체 모핑 의류를 만들 수 있습니다. 이 기술의 잠재적 응용 분야에는 수술 후 회복을 위한 압축 의류, 적응형 건축 인테리어, 활성화 시 착용자를 "껴안는" 의류 등이 포함됩니다.

새로운 섬유는 MIT(Massachusetts Institute of Technology)와 미국 노스이스턴 대학교(Northeastern University) 연구진에 의해 개발되었으며 산업용 및 비산업용 재봉/편직 기계 및 직기를 포함한 표준 섬유 제조 기술과 호환됩니다. 현재의 형태 변화 섬유와 달리 전류를 가하면 가열되는 전도성 실과 결합할 수 있습니다.

주도 잭 포먼, 박사과정 학생 MIT 비트와 원자 센터 및 유형 미디어 그룹, 팀은 XNUMX단계, XNUMX포트, 티올-아크릴레이트/엔 "클릭" 반응에서 액정 엘라스토머(LCE)를 합성하여 섬유를 만들었습니다. 액정의 분자는 액체처럼 흐르지만 주기적인 결정 배열로 쌓일 수도 있습니다. 이 연구에서 연구된 물질에서는 섬유가 가열되면 결정의 분자가 잘못 정렬됩니다. 이러한 정렬 불량으로 인해 엘라스토머 네트워크가 서로 당겨지고 재료가 수축됩니다. 열이 제거되면 섬유는 원래 길이로 돌아갑니다.

대학원 과정의 일환으로 (MAS.865 쾌속 프로토타이핑 기계의 쾌속 프로토타이핑: (거의) 모든 것을 만드는 방법), Forman은 또한 섬유를 연속적인 실로 회전시킬 수 있는 기계를 개발하고 제작했습니다. 기계는 LCE 수지를 가열하고 노즐을 통해 천천히 짜냅니다. 섬유가 압출되면서 UV 광선으로 경화됩니다. 마지막 단계에서 섬유는 미끄러운 필름으로 코팅되고 다시 경화됩니다. 그 결과 강력하고 부드러운 섬유가 만들어지며, 이 섬유는 상단 풀에 수집되어 분말에 담가져 섬유 제조 기계로 쉽게 통과될 수 있습니다.

완전한 합성 및 방사 과정은 처음부터 끝까지 약 24시간이 소요되며, 이를 통해 약 XNUMXkm 길이의 즉시 사용 가능한 섬유가 생성됩니다. 그러나 Forman은 이를 개발하는 것이 결코 쉬운 일이 아니라는 점을 인정합니다. "수지와 기계가 모두 자체적으로 제작되었기 때문에 우리는 훨씬 더 자유로웠지만 디버깅할 문제의 범위도 더 넓었습니다."라고 그는 말합니다. 물리 세계. “때로는 기계의 오작동이나 재료의 문제로 인해 실험이 실패했는지 알 수 없었습니다. 합성 중에 전기 연결에 결함이 있거나 정밀도가 부족할 여지가 없었기 때문에 둘 다 디버깅해야 했습니다.”

섬유는 편직, 직조 및 자수가 가능합니다.

뿐만 아니라 제조 과정을 자세히 설명하고 있습니다. UIST '23: 사용자 인터페이스 소프트웨어 및 기술에 관한 제36차 연례 ACM 심포지엄 진행, 연구원들은 맞춤형 방적기의 설계를 오픈 소스로 만들었습니다. 장기적으로는 섬유가 실뭉치처럼 사람들이 쉽게 구입할 수 있는 제품이 되기를 바라고 있다. Forman은 “이러한 섬유로 만든 적응성 직물이 일상 생활의 일부가 되는 세상을 상상할 수 있습니다.”라고 말합니다.

현재까지 팀은 산업용 편직기를 사용하여 섬유로 여러 가지 의류를 만들어 왔습니다. 여기에는 착용자가 운동할 때 조이는 스포츠 브라, 조용한 모핑 커튼, 스위치를 켜면 켜지는 램프가 포함됩니다.

Forman은 "우리는 강아지를 위한 스웨터도 만들어서 강아지가 사무실에서 짖을 때 휴대전화의 버튼을 누르면 강아지가 안아주는 느낌을 받을 수 있도록 부드럽게 감싸줍니다"라고 덧붙였습니다.

다음 단계는 생산 공정을 확대하는 것이라고 그는 말했습니다. “우리는 현재 더 큰 '사람 크기' 장치와 웨어러블을 탐색하고 있습니다. 청바지 한 벌을 만드는 데는 150m의 섬유가 필요하므로 오후에 1km의 섬유를 안정적으로 만들 수 있다는 것은 좋은 시작입니다.”

다른 팀원들은 오즈군 킬릭 아프사르, 닐 거셴펠드, 재커리 고든, 세드릭 호넷, 이시이 히로시, 악샤이 코타콘다, Rosalie (Hsin-Ju) 린, 사라 니시타 와 리우 양 MIT에서도 그렇고 크리스틴 도시 와 메건 호프만 at 노스 이스턴 대학 (Northeastern University).

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• 출처: https://physicsworld.com/a/liquid-crystal-elastomers-make-morphing-fabric/