Nutikate interaktiivsete tekstiilide kontseptsioon

Intelligentsete interaktiivsete tekstiilide kontseptsioonis on lisaks intelligentsusele oluline omadus ka suhtlemisvõime. Intelligentsete interaktiivsete tekstiilide tehnoloogilise eelkäijana on interaktiivsete tekstiilide tehnoloogiline areng andnud suure panuse ka intelligentsetesse interaktiivsetesse tekstiilidesse.

Intelligentsete interaktiivsete tekstiilide interaktiivne režiim jaguneb tavaliselt passiivseks ja aktiivseks interaktsiooniks. Passiivsete interaktiivsete funktsioonidega nutikad tekstiilid suudavad tavaliselt tajuda ainult väliskeskkonna muutusi või stiimuleid ega saa anda tõhusat tagasisidet; aktiivsete interaktiivsete funktsioonidega nutikad tekstiilid suudavad neile muutustele õigeaegselt reageerida, tajudes samal ajal muutusi väliskeskkonnas.

Uute materjalide ja valmistustehnoloogiate mõju nutikatele interaktiivsetele tekstiilidele

1. Metalliseeritud kiud - esimene valik intelligentsete interaktiivsete kangaste valdkonnas

Metallkattega kiud on funktsionaalne kiud, mis on viimastel aastatel palju tähelepanu pälvinud. Oma ainulaadsete antibakteriaalsete, antistaatiliste, steriliseerivate ja desodoreerivate omaduste tõttu on seda laialdaselt kasutatud isiklike rõivaste, meditsiinilise ravi, spordi, kodutekstiilide ja erirõivaste valdkonnas.

Kuigi teatud füüsikaliste omadustega metallkangaid ei saa nimetada nutikateks interaktiivseteks kangasteks, saab metallkangaid kasutada elektrooniliste vooluahelate kandjatena ning neist võivad saada ka elektrooniliste vooluahelate komponendid ja seetõttu interaktiivsete kangaste eelistatud materjalid.

2. Uue ettevalmistustehnoloogia mõju nutikatele interaktiivsetele tekstiilidele

Olemasolev intelligentne interaktiivne tekstiilide ettevalmistusprotsess kasutab peamiselt galvaanilist ja elektrolüüsivaba katmist. Kuna nutikatel kangastel on palju kandevõimet ja need nõuavad suurt töökindlust, on vaakumkatmistehnoloogiaga keeruline paksemaid katteid saada. Kuna paremat tehnoloogilist innovatsiooni pole, piirab nutikate materjalide rakendamist füüsiline katmistehnoloogia. Galvaanilise ja elektrolüüsivaba katmise kombinatsioon on selle probleemi kompromisslahenduseks saanud. Üldiselt kasutatakse juhtivate omadustega kangaste valmistamisel esmalt elektrolüüsivaba katmise teel valmistatud juhtivaid kiude kanga kudumiseks. Selle tehnoloogia abil valmistatud kangakate on ühtlasem kui otse galvaanilise katmise tehnoloogia abil saadud kangas. Lisaks saab juhtivaid kiude tavaliste kiududega proportsionaalselt segada, et vähendada kulusid tagatud funktsioonide alusel.

Praegu on kiudkatte tehnoloogia suurim probleem katte nakketugevus ja tugevus. Praktikas tuleb kangast töödelda mitmesugustes tingimustes, nagu pesemine, voltimine, sõtkumine jne. Seetõttu tuleb juhtivat kiudu vastupidavuse osas testida, mis seab ka ettevalmistusprotsessile ja katte nakkuvusele kõrgemad nõuded. Kui katte kvaliteet ei ole hea, siis see tegelikus rakenduses praguneb ja kukub maha. See seab kiudkanga galvaniseerimistehnoloogia rakendamisele väga kõrged nõuded.

Viimastel aastatel on mikroelektrooniline trükkimistehnoloogia järk-järgult näidanud tehnilisi eeliseid nutikate interaktiivsete kangaste arendamisel. See tehnoloogia võimaldab trükkimisseadmete abil täpselt aluspinnale juhtivat tinti sadestada, valmistades seeläbi nõudmisel väga kohandatavaid elektroonikatooteid. Kuigi mikroelektrooniline trükkimine võimaldab kiiresti luua erinevate funktsioonidega elektroonikatoodete prototüüpe erinevatele aluspindadele ning sellel on lühikese tsükli ja kõrge kohandamise potentsiaal, on selle tehnoloogia hind praeguses etapis siiski suhteliselt kõrge.

Lisaks näitab juhtiv hüdrogeeli tehnoloogia oma ainulaadseid eeliseid nutikate interaktiivsete kangaste valmistamisel. Juhtivust ja paindlikkust kombineerides suudavad juhtivad hüdrogeelid jäljendada inimese naha mehaanilisi ja sensoorseid funktsioone. Viimastel aastakümnetel on nad pälvinud suurt tähelepanu kantavate seadmete, implanteeritavate biosensorite ja tehisnaha valdkonnas. Juhtiva võrgustiku moodustumise tõttu on hüdrogeelil kiire elektronide ülekanne ja tugevad mehaanilised omadused. Reguleeritava juhtivusega juhtiva polümeerina saab polüaniliinis kasutada fütiinhapet ja polüelektrolüüti lisanditena erinevat tüüpi juhtivate hüdrogeelide valmistamiseks. Vaatamata rahuldavale elektrijuhtivusele takistab suhteliselt nõrk ja habras võrgustik oluliselt selle praktilist rakendamist. Seetõttu tuleb seda arendada praktilistes rakendustes.

Uue materjalitehnoloogia põhjal välja töötatud intelligentsed interaktiivsed tekstiilid

Kuju mäluga tekstiilid

Kujumäluga tekstiilid lisavad tekstiilidesse kudumise ja viimistlemise teel kujumäluga materjale, nii et tekstiilidel on kujumälu omadused. Toode võib olla sama mis mälumetall, mis pärast deformatsiooni teatud tingimuste saavutamisel oma kuju algsele kujule taastab.

Mäluga tekstiilid hõlmavad peamiselt puuvilla, siidi, villaseid kangaid ja hüdrogeelkangaid. Hongkongi Polütehnilise Ülikooli väljatöötatud mäluga tekstiil on valmistatud puuvillast ja linasest, mis pärast kuumutamist taastub kiiresti siledaks ja tugevaks, imab hästi niiskust, ei muuda värvi pikaajalisel kasutamisel ja on keemiliselt vastupidav.

Kujumäluga tekstiilide peamised rakendusplatvormid on tooted, millel on funktsionaalsed nõuded nagu isolatsioon, kuumakindlus, niiskuse läbilaskvus, õhu läbilaskvus ja löögikindlus. Samal ajal on kujumäluga materjalid muutunud ka moe- ja tarbekaupade valdkonnas suurepärasteks materjalideks disainikeele väljendamiseks disainerite käes, andes toodetele ainulaadsemaid väljendusrikkaid efekte.

Elektroonilised intelligentsed infotekstiilid

Kangasse painduvate mikroelektroonikakomponentide ja andurite implanteerimisega on võimalik valmistada elektroonilise teabe intelligentseid tekstiile. Ameerika Ühendriikide Auburni Ülikool on välja töötanud kiudtoote, mis suudab eraldada soojuspeegelduse muutusi ja valguse poolt indutseeritud pöörduvaid optilisi muutusi. Sellel materjalil on suured tehnilised eelised painduvate ekraanide ja muude seadmete tootmise valdkonnas. Viimastel aastatel, kuna tehnoloogiaettevõtted, mis tegelevad peamiselt mobiiltehnoloogia toodetega, on näidanud üles suurt nõudlust paindliku ekraanitehnoloogia järele, on paindliku tekstiiliekraanitehnoloogia uuringud saanud suuremat tähelepanu ja arendushoogu.

Modulaarsed tehnilised tekstiilid

Elektrooniliste komponentide integreerimine tekstiilidesse moodultehnoloogia abil kangaste ettevalmistamiseks on praegune tehnoloogiliselt optimaalne lahendus kangaste intelligentsuse realiseerimiseks. Google on oma projekti „Project Jacquard” kaudu pühendunud nutikate kangaste moodulrakenduste realiseerimisele. Praegu on ettevõte teinud koostööd Levi's, Saint Laurent, Adidas ja teiste kaubamärkidega, et turule tuua mitmesuguseid nutikaid kangaid erinevatele tarbijarühmadele.

Intelligentsete interaktiivsete tekstiilide jõuline areng on lahutamatult seotud uute materjalide pideva arendamise ja erinevate tugiprotsesside täiusliku koostööga. Tänu tänapäeval turul olevate uute materjalide hinna langusele ja tootmistehnoloogia küpsusele proovitakse ja rakendatakse tulevikus veelgi julgemaid ideid, et pakkuda nutikale tekstiilitööstusele uut inspiratsiooni ja suunda.