Een nieuw type vezel verandert omkeerbaar van vorm als reactie op de temperatuur en kan tot draden worden gesponnen om hele veranderende kledingstukken te maken. Mogelijke toepassingen voor de technologie zijn onder meer compressiekleding voor postoperatief herstel, adaptieve architectonische interieurs en zelfs kleding die de drager ‘omhelst’ bij activering.

De nieuwe vezel is ontwikkeld door onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Northeastern University, VS, en is compatibel met standaard textielproductietechnieken, waaronder industriële en niet-industriële naai-/breimachines en weefgetouwen. In tegenstelling tot de huidige vormveranderende vezels kan het worden gecombineerd met geleidende draad die opwarmt als er elektrische stroom op wordt gezet.

Geleid door Jack Forman, een promovendus in MIT's Center for Bits and Atoms & Tangible Media Groupmaakte het team de vezel door een vloeibaar kristalelastomeer (LCE) te synthetiseren in een tweetraps, één pots, thiol-acrylaat/een “klik”-reactie. Hoewel moleculen in vloeibare kristallen als een vloeistof stromen, kunnen ze ook in een periodieke kristalrangschikking worden gestapeld. In het materiaal dat in dit werk wordt bestudeerd, raken de moleculen in het kristal niet goed uitgelijnd wanneer de vezel wordt verwarmd. Deze verkeerde uitlijning trekt het elastomeernetwerk samen en zorgt ervoor dat het materiaal samentrekt. Nadat de warmte is verwijderd, keert de vezel terug naar zijn oorspronkelijke lengte.

Als onderdeel van een cursus op graduate niveau (MAS.865 Rapid-prototyping van Rapid-prototyping-machines: hoe je iets kunt maken dat (bijna) alles maakt), heeft Forman ook een machine ontwikkeld en gebouwd die de vezel tot een doorlopende draad kan spinnen. De machine verwarmt de LCE-hars en perst deze langzaam door een mondstuk. Terwijl de vezel extrudeert, wordt deze uitgehard met UV-licht. In de laatste fase wordt de vezel bedekt met een gladde film en opnieuw uitgehard. Het resultaat is een sterke en gladde vezel die vervolgens in een bovenbad wordt verzameld en in poeder wordt gedompeld, zodat deze gemakkelijk in textielproductiemachines kan worden verwerkt.

Het volledige synthese- en spinproces duurt van begin tot eind ongeveer 24 uur en levert een gebruiksklare vezel op van ongeveer een kilometer lang. Maar Forman geeft toe dat de ontwikkeling ervan niet allemaal van een leien dakje ging. “Omdat de hars en de machine beide in eigen huis werden gemaakt, hadden we zoveel meer vrijheid, maar ook een groter aantal problemen om op te lossen”, vertelt hij. Natuurkunde wereld. “Soms was het onmogelijk om te zeggen of een experiment mislukte omdat de machine zich misdroeg of het materiaal. Beide moesten worden gedebugd, omdat er geen ruimte was voor defecte elektrische verbindingen of een gebrek aan precisie tijdens de synthese.”

Vezels kunnen worden gebreid, geweven en geborduurd

Evenals het volledig gedetailleerd beschrijven van het productieproces in UIST '23: Proceedings van het 36e jaarlijkse ACM-symposium over gebruikersinterfacesoftware en -technologiehebben de onderzoekers het ontwerp van hun op maat gemaakte spinmachine open source gemaakt. Op de lange termijn hopen ze dat de vezel iets wordt dat mensen gemakkelijk kunnen kopen, net als een bol garen. “Je kunt je een wereld voorstellen waarin adaptieve stoffen gemaakt van dergelijke vezels deel uitmaken van het dagelijks leven”, zegt Forman.

Tot nu toe heeft het team een ​​industriële breimachine gebruikt om verschillende kledingstukken van de vezel te maken. Daartoe behoren onder meer een sportbeha die strakker wordt als de drager traint, een stil veranderend gordijn en een lamp die oplicht als hij wordt aangezet.

"We hebben ook een trui voor mijn hond gemaakt, zodat ik, als ze blaft in mijn kantoor, op een knop van mijn telefoon druk en deze zachtjes om haar heen wordt gedrukt, zodat ze het gevoel krijgt geknuffeld te worden", voegt Forman toe.

De volgende stap is volgens hem het opschalen van het productieproces. “We onderzoeken nu grotere apparaten en wearables op mensenmaat. Er is 150 m vezels nodig om een ​​spijkerbroek te maken, dus het is een goed begin dat we op een middag betrouwbaar 1 km vezels kunnen maken.”

Andere leden van het team waren Ozgun Kilic Afsar, Neil Gershenfeld, Zachary Gordon, Carlo Honnet, Hiroshi Ishii, Akshay Kothakonda, Rosalie (Hsin-Ju) Lin, Sara Nicita en Liu Yang bij MIT, evenals Kristen Dorsey en Megan Hofmann at Northeastern University.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/liquid-crystal-elastomers-make-morphing-fabric/