|
| 聯(lián)系方式 |
地址：
南通市工農(nóng)路附87號(hào)百昌大廈
電話：
手機(jī)：
13646285454
聯(lián)系人：
本站出售
電子郵箱：
[email protected]
|
|
|
| 您現(xiàn)在的位置：網(wǎng)站首頁 - 新聞動(dòng)態(tài) |
|
美麻省理工發(fā)明可溫控伸縮的智慧型纖維
|
| 發(fā)布時(shí)間：
2023/11/8 |
美國麻省理工學(xué)院（MIT）和東北大學(xué)（NU）共同開發(fā)出一種智慧型纖維，可以讓衣服進(jìn)行自動(dòng)伸縮和改變形狀。這讓人們可能實(shí)現(xiàn)在不同季節(jié)只穿同一件外套，或像電影中蜘蛛俠一樣，擁有一套可自由伸縮變緊的戰(zhàn)衣。
過去的變形纖維存在缺陷，例如，一種變形合金的纖維僅能收縮5%左右，且不會(huì)自行反轉(zhuǎn)，在幾次變形后就會(huì)停止工作，這妨礙人們將其溶入紡織制品當(dāng)中。而科學(xué)家們希望能夠研制可以靜音激活，且顯著改變其形狀的纖維，讓它融入常見的紡織品制當(dāng)中。
這次，麻省理工學(xué)院和東北大學(xué)將液晶彈性體（LCE）材料加入纖維中，做出這種可編程纖維“FibeRobo”，不僅與現(xiàn)有的紡織制造機(jī)械相容，還可用于制造變形紡織品，包括織成具有功能性的夾克。這項(xiàng)新發(fā)明于10月底發(fā)表在《第36屆ACM軟體與技術(shù)年度研論文集》中。
LCE材料是一種可以像液體一樣流動(dòng)的分子，它們沉降時(shí)會(huì)堆積，排列成周期性的晶體，升溫時(shí)晶體則會(huì)失去排列。該材料同時(shí)具有自行反轉(zhuǎn)、無磁滯的特點(diǎn)，且無需卷繞即可實(shí)現(xiàn)40%的大位移。
研究人員利用這個(gè)特性，將這些晶體結(jié)構(gòu)整合到彈性纖維網(wǎng)中，這讓纖維網(wǎng)擁有橡皮筋一樣的彈性。若對(duì)材料進(jìn)行加溫，彈性纖維網(wǎng)就會(huì)拉在一起，讓纖維出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，若熱量消失，晶體分子則恢復(fù)原來的排列，而材料會(huì)恢復(fù)至原來的長度。
過去用LCE纖維無法在人體溫度下進(jìn)行變形，只能在60°C至150℃溫度下產(chǎn)生作用，同時(shí)還有無法批量生產(chǎn)和難以融入織物等缺點(diǎn)。為了改善這些問題，需要生產(chǎn)出可以在皮膚安全溫度（45°C以下）下激活的LCE纖維，使其適用于穿戴式織物上，還能夠進(jìn)行批量生產(chǎn)。
因此，該團(tuán)隊(duì)合成了一種含有LCE分子的液體樹脂，將黏稠的LCE樹脂加熱后，透過橡膠槍噴嘴將材料緩慢擠壓，再用紫外線照射固化樹脂纖維的兩側(cè)。之后，實(shí)驗(yàn)人員將這些纖維浸入油中，賦予其光滑的涂層并再次固化，再將紫外線燈調(diào)至最大強(qiáng)度，從而形成堅(jiān)固且光滑的纖維。
最后，它們被收集到紡織制造機(jī)器的頂部線軸中，并浸入滑石粉末，使其可以更容易地進(jìn)入紡織制造機(jī)器中，生產(chǎn)出可以在皮膚安全溫度下激活的FibeRobo。這些滑石粉末只要用溫肥皂水即可輕松去除。
不過，F(xiàn)ibeRobo纖維制作的過程對(duì)于紫外光的強(qiáng)度要求十分嚴(yán)格，若光線太暗，材料會(huì)分離并從機(jī)器中滴出，而如果光線太亮，則會(huì)形成團(tuán)塊，從而產(chǎn)生凹凸不平的纖維。
該團(tuán)隊(duì)把LCE材料合成出成品線軸的過程，需要花費(fèi)大約一天的時(shí)間，每天可以生產(chǎn)出長度約750公尺的即用纖維。另外，生產(chǎn)FibeRobo纖維的設(shè)備費(fèi)用，要比制造普通的LCE纖維低上許多，這有利于大量生產(chǎn)。
FibeRobo可以在不彎曲的情況下收縮高達(dá)40%，且能以每公尺20美分的成本進(jìn)行量產(chǎn)，這種價(jià)格遠(yuǎn)比市售的變形纖維要便宜得多，且可用于工業(yè)縫紉機(jī)和針織機(jī)，以及手工藝機(jī)或手動(dòng)鉤編等非工業(yè)工藝上，而無需進(jìn)行任何工藝修改。
目前，這種功能纖維可以與導(dǎo)電線結(jié)合，導(dǎo)電線在通電時(shí)就充當(dāng)加熱元件，為纖維提供電力激活，因此使用者可以通過數(shù)位裝置去控制紡織品。
該團(tuán)隊(duì)展示了許多由FibeRobo材料制作的物品，其中包括女性運(yùn)動(dòng)內(nèi)衣。當(dāng)女性使用者在鍛煉時(shí)，內(nèi)衣會(huì)收緊防止掉落。另外，他們還用工業(yè)針織機(jī)為狗狗制作了一件可通過智慧型手機(jī)控制的壓縮夾克，對(duì)狗狗做出類似擁抱的動(dòng)作，借此緩解狗狗不安的情緒。
該團(tuán)隊(duì)表示，他們也正在探索制造功能纖維的其它方法，希望未來能調(diào)整纖維的化學(xué)成分，使其可回收或進(jìn)行生物降解。他們還希望簡化聚合物合成過程，以便一般的使用者也可以自己動(dòng)手制作。
麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的研究生杰克?福爾曼（Jack Forman）對(duì)該大學(xué)新聞室表示，生活中充滿紡織品，人們將其用于個(gè)人表達(dá)和功能性服裝，包括用纖維強(qiáng)化復(fù)合材料、屏蔽輻射的太空衣等，但這些紡織品無法隨著環(huán)境或時(shí)間改變，因此人們需要一種能進(jìn)行變化的合成纖維。
這項(xiàng)研究得到了凸版印刷公司、本田研究院、美國國家留學(xué)基金委等多個(gè)機(jī)關(guān)和公司支持。
|
| |
|
|
網(wǎng)站管理 
