Một loại sợi mới có thể thay đổi hình dạng một cách thuận nghịch theo nhiệt độ và có thể kéo thành sợi để tạo ra toàn bộ quần áo biến hình. Các ứng dụng tiềm năng của công nghệ này bao gồm quần áo nén để phục hồi sau phẫu thuật, nội thất kiến trúc thích ứng và thậm chí cả quần áo “ôm” người mặc khi kích hoạt.
Loại sợi mới được các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Đại học Đông Bắc, Hoa Kỳ phát triển và tương thích với các kỹ thuật sản xuất dệt tiêu chuẩn, bao gồm máy dệt kim/may công nghiệp và phi công nghiệp. Không giống như các loại sợi thay đổi hình dạng hiện tại, nó có thể được kết hợp với sợi dẫn điện nóng lên khi có dòng điện tác dụng vào nó.
Do Jack Forman, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Trung tâm Bit và Nguyên tử & Nhóm Truyền thông Hữu hình của MIT, nhóm nghiên cứu đã tạo ra sợi bằng cách tổng hợp chất đàn hồi tinh thể lỏng (LCE) trong phản ứng “click” hai giai đoạn, một bình, thiol-acrylate/ene. Mặc dù các phân tử trong tinh thể lỏng chảy như chất lỏng nhưng chúng cũng có thể xếp chồng lên nhau thành một trật tự tinh thể tuần hoàn. Trong vật liệu được nghiên cứu trong công trình này, các phân tử trong tinh thể trở nên lệch hướng khi sợi bị nung nóng. Sự sai lệch này kéo mạng lưới chất đàn hồi lại với nhau và làm cho vật liệu co lại. Sau khi loại bỏ nhiệt, sợi trở lại chiều dài ban đầu.
Là một phần của khóa học cấp độ sau đại học (MAS.865 Tạo mẫu nhanh cho máy tạo mẫu nhanh: Cách tạo ra thứ gì đó có thể tạo ra (gần như) mọi thứ), Forman cũng đã phát triển và chế tạo một chiếc máy có thể kéo sợi thành một sợi liên tục. Máy làm nóng nhựa LCE và từ từ ép nó qua vòi phun. Khi sợi đùn ra, nó được xử lý bằng tia UV. Ở giai đoạn cuối, sợi được phủ một lớp màng trơn và xử lý lại. Kết quả là sợi chắc và mịn sau đó được thu vào bể trên cùng và nhúng vào bột để có thể dễ dàng đi vào máy sản xuất dệt.
Quá trình tổng hợp và kéo sợi hoàn chỉnh mất khoảng 24 giờ từ đầu đến cuối và tạo ra sợi sẵn sàng để sử dụng có chiều dài khoảng một km. Nhưng Forman thừa nhận rằng việc phát triển nó không phải là điều dễ dàng. Anh ấy nói: “Vì nhựa và máy đều được sản xuất nội bộ nên chúng tôi có nhiều tự do hơn nhưng cũng có phạm vi vấn đề lớn hơn để gỡ lỗi”. Thế giới vật lý. “Đôi khi không thể biết liệu thí nghiệm thất bại là do máy hoạt động sai hay do vật liệu. Cả hai đều phải được sửa lỗi vì không có chỗ cho các kết nối điện bị lỗi hoặc thiếu độ chính xác trong quá trình tổng hợp.”
Sợi có thể được đan, dệt và thêu
Cũng như trình bày đầy đủ chi tiết về quy trình sản xuất trong UIST ’23: Kỷ yếu Hội nghị chuyên đề ACM thường niên lần thứ 36 về Công nghệ và Phần mềm Giao diện Người dùng, các nhà nghiên cứu đã biến thiết kế của máy kéo sợi tùy chỉnh của họ thành nguồn mở. Về lâu dài, họ hy vọng chất xơ sẽ trở thành thứ mà mọi người có thể dễ dàng mua được, giống như một cuộn sợi. Forman nói: “Người ta có thể tưởng tượng một thế giới nơi các loại vải thích ứng được làm từ những loại sợi như vậy là một phần của cuộc sống hàng ngày.
Cho đến nay, nhóm đã sử dụng máy dệt kim công nghiệp để may một số sản phẩm may mặc từ sợi này. Chúng bao gồm một chiếc áo ngực thể thao thắt chặt khi người mặc tập thể dục, một tấm rèm biến hình im lặng và một chiếc đèn nở hoa khi bật lên.
Quay cuộc cách mạng thời trang bền vững: gặp gỡ các nhà vật lý biến gỗ thành quần áo
Forman cho biết thêm: “Chúng tôi cũng may một chiếc áo len cho con chó của tôi để khi nó sủa trong văn phòng của tôi, tôi nhấn nút trên điện thoại và nó nhẹ nhàng ôm lấy nó để tạo cho nó cảm giác như được ôm”.
Ông nói, bước tiếp theo sẽ là mở rộng quy mô sản xuất. “Chúng tôi hiện đang khám phá các thiết bị và thiết bị đeo có kích thước lớn hơn như con người. Cần 150 m sợi để tạo ra một chiếc quần jean nên đây là một khởi đầu tốt khi chúng tôi có thể tạo ra 1 km sợi trong một buổi chiều một cách đáng tin cậy.”
Các thành viên khác của đội đã Ozgun Kilic Afsar, Neil Gershenfeld, Zachary Gordon, Cedric Honnet, Hiroshi Ishii, Akshay Kothakonda, Rosalie (Hsin-Ju) Lin, Sarah Nicita và Lưu Dương tại MIT, cũng như Kristen Dorsey và Megan Hofmann at Đại học Northeastern.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/liquid-crystal-elastomers-make-morphing-fabric/
