مفهوم منسوجات تعاملی هوشمند

در مفهوم منسوجات تعاملی هوشمند، علاوه بر ویژگی هوش، توانایی تعامل یکی دیگر از ویژگی‌های مهم است. به عنوان سلف فناوری منسوجات تعاملی هوشمند، توسعه فناوری منسوجات تعاملی نیز سهم بسزایی در منسوجات تعاملی هوشمند داشته است.

حالت تعاملی منسوجات تعاملی هوشمند معمولاً به تعامل غیرفعال و تعامل فعال تقسیم می‌شود. منسوجات هوشمند با عملکردهای تعاملی غیرفعال معمولاً فقط می‌توانند تغییرات یا محرک‌ها را در محیط خارجی درک کنند و نمی‌توانند بازخورد مؤثری ایجاد کنند؛ منسوجات هوشمند با عملکردهای تعاملی فعال می‌توانند ضمن حس کردن تغییرات در محیط خارجی، به موقع به این تغییرات پاسخ دهند.

تأثیر مواد جدید و فناوری‌های نوین آماده‌سازی بر منسوجات هوشمند تعاملی

۱. الیاف متالیزه - اولین انتخاب در زمینه پارچه‌های تعاملی هوشمند

الیاف روکش‌دار فلزی نوعی الیاف کاربردی است که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. با خواص منحصر به فرد ضد باکتری، ضد الکتریسیته ساکن، استریلیزاسیون و بوزدایی، به طور گسترده در زمینه‌های لباس‌های شخصی، درمان‌های پزشکی، ورزش، منسوجات خانگی و لباس‌های ویژه مورد استفاده قرار گرفته است.

اگرچه پارچه‌های فلزی با خواص فیزیکی خاص را نمی‌توان پارچه‌های تعاملی هوشمند نامید، اما پارچه‌های فلزی می‌توانند به عنوان حامل مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرند و همچنین می‌توانند به جزئی از مدارهای الکترونیکی تبدیل شوند و بنابراین به ماده انتخابی برای پارچه‌های تعاملی تبدیل شوند.

۲. تأثیر فناوری جدید آماده‌سازی بر منسوجات هوشمند تعاملی

فرآیند آماده‌سازی منسوجات تعاملی هوشمند موجود، عمدتاً از آبکاری الکتریکی و آبکاری بدون برق استفاده می‌کند. از آنجا که پارچه‌های هوشمند عملکردهای تحمل بار زیادی دارند و به قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارند، دستیابی به پوشش‌های ضخیم‌تر با فناوری پوشش‌دهی در خلاء دشوار است. از آنجا که هیچ نوآوری تکنولوژیکی بهتری وجود ندارد، کاربرد مواد هوشمند توسط فناوری پوشش‌دهی فیزیکی محدود شده است. ترکیب آبکاری الکتریکی و آبکاری بدون برق به یک راه‌حل سازشی برای این مشکل تبدیل شده است. به‌طورکلی، هنگام تهیه پارچه‌هایی با خواص رسانا، ابتدا از الیاف رسانای ساخته‌شده با آبکاری بدون برق برای بافت پارچه استفاده می‌شود. پوشش پارچه تهیه‌شده با این فناوری، یکنواخت‌تر از پارچه‌ای است که مستقیماً با استفاده از فناوری آبکاری الکتریکی به دست می‌آید. علاوه بر این، الیاف رسانا را می‌توان به تناسب با الیاف معمولی مخلوط کرد تا هزینه‌ها بر اساس تضمین عملکردها کاهش یابد.

در حال حاضر، بزرگترین مشکل فناوری پوشش الیاف، استحکام و سفتی اتصال پوشش است. در کاربردهای عملی، پارچه باید شرایط مختلفی مانند شستشو، تا کردن، ورز دادن و غیره را تحمل کند. بنابراین، الیاف رسانا باید از نظر دوام آزمایش شوند که این امر الزامات بالاتری را در فرآیند آماده‌سازی و چسبندگی پوشش ایجاد می‌کند. اگر کیفیت پوشش خوب نباشد، در کاربرد واقعی ترک می‌خورد و می‌ریزد. این امر الزامات بسیار بالایی را برای کاربرد فناوری آبکاری الکتریکی روی پارچه‌های الیاف ایجاد می‌کند.

در سال‌های اخیر، فناوری چاپ میکروالکترونیکی به تدریج مزایای فنی خود را در توسعه پارچه‌های هوشمند تعاملی نشان داده است. این فناوری می‌تواند از تجهیزات چاپ برای رسوب دقیق جوهر رسانا روی یک زیرلایه استفاده کند و در نتیجه محصولات الکترونیکی با قابلیت سفارشی‌سازی بالا را بر اساس تقاضا تولید کند. اگرچه چاپ میکروالکترونیکی می‌تواند به سرعت محصولات الکترونیکی با عملکردهای مختلف را روی زیرلایه‌های مختلف نمونه‌سازی کند و پتانسیل چرخه کوتاه و سفارشی‌سازی بالا را دارد، اما هزینه این فناوری در این مرحله هنوز نسبتاً بالاست.

علاوه بر این، فناوری هیدروژل رسانا مزایای منحصر به فرد خود را در تهیه پارچه‌های هوشمند تعاملی نیز نشان می‌دهد. هیدروژل‌های رسانا با ترکیب رسانایی و انعطاف‌پذیری، می‌توانند عملکردهای مکانیکی و حسی پوست انسان را تقلید کنند. در چند دهه گذشته، آنها توجه زیادی را در زمینه‌های دستگاه‌های پوشیدنی، حسگرهای زیستی قابل کاشت و پوست مصنوعی به خود جلب کرده‌اند. به دلیل تشکیل شبکه رسانا، هیدروژل دارای انتقال الکترون سریع و خواص مکانیکی قوی است. پلی‌آنیلین به عنوان یک پلیمر رسانا با رسانایی قابل تنظیم، می‌تواند از اسید فیتیک و پلی‌الکترولیت به عنوان دوپانت برای ساخت انواع مختلف هیدروژل‌های رسانا استفاده کند. با وجود رسانایی الکتریکی رضایت‌بخش، شبکه نسبتاً ضعیف و شکننده آن به شدت مانع کاربرد عملی آن می‌شود. بنابراین، باید در کاربردهای عملی توسعه یابد.

منسوجات تعاملی هوشمند مبتنی بر فناوری جدید مواد توسعه یافته‌اند

منسوجات حافظه‌دار شکلی

منسوجات حافظه‌دار شکلی، موادی با عملکرد حافظه شکلی را از طریق بافت و تکمیل به منسوجات وارد می‌کنند، به طوری که منسوجات دارای خواص حافظه شکلی می‌شوند. این محصول می‌تواند همان فلز حافظه‌دار باشد، پس از هرگونه تغییر شکل، می‌تواند پس از رسیدن به شرایط خاص، شکل خود را با شکل اولیه تنظیم کند.

منسوجات حافظه‌دار عمدتاً شامل پارچه‌های پنبه‌ای، ابریشمی، پشمی و پارچه‌های هیدروژلی می‌شوند. یک پارچه حافظه‌دار که توسط دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ کنگ توسعه داده شده است، از پنبه و کتان ساخته شده است که می‌تواند پس از گرم شدن به سرعت صاف و سفت شود و جذب رطوبت خوبی دارد، پس از استفاده طولانی مدت تغییر رنگ نمی‌دهد و از نظر شیمیایی مقاوم است.

محصولاتی با الزامات عملکردی مانند عایق‌بندی، مقاومت در برابر حرارت، نفوذپذیری رطوبت، نفوذپذیری هوا و مقاومت در برابر ضربه، پلتفرم‌های اصلی کاربرد منسوجات حافظه شکلی هستند. در عین حال، در زمینه کالاهای مصرفی مد، مواد حافظه شکلی نیز به مواد بسیار خوبی برای بیان زبان طراحی در دست طراحان تبدیل شده‌اند و به محصولات جلوه‌های بیانی منحصر به فردتری می‌دهند.

منسوجات اطلاعاتی هوشمند الکترونیکی

با کاشت قطعات و حسگرهای میکروالکترونیکی انعطاف‌پذیر در پارچه، می‌توان منسوجات هوشمند اطلاعات الکترونیکی تهیه کرد. دانشگاه آبرن در ایالات متحده، محصولی از الیاف تولید کرده است که می‌تواند تغییرات بازتاب گرما و تغییرات نوری برگشت‌پذیر ناشی از نور را منتشر کند. این ماده مزایای فنی زیادی در زمینه تولید نمایشگرهای انعطاف‌پذیر و سایر تجهیزات دارد. در سال‌های اخیر، از آنجایی که شرکت‌های فناوری که عمدتاً در محصولات فناوری موبایل فعالیت دارند، تقاضای زیادی برای فناوری نمایشگرهای انعطاف‌پذیر نشان داده‌اند، تحقیقات در مورد فناوری نمایشگرهای نساجی انعطاف‌پذیر توجه و شتاب توسعه بیشتری را به خود جلب کرده است.

منسوجات فنی مدولار

ادغام قطعات الکترونیکی در منسوجات از طریق فناوری ماژولار برای آماده‌سازی پارچه‌ها، راه‌حل بهینه از نظر فناوری فعلی برای تحقق هوش پارچه است. گوگل از طریق پروژه «ژاکارد»، متعهد به تحقق کاربرد ماژولار پارچه‌های هوشمند است. در حال حاضر، این شرکت با برندهای Levi's، Saint Laurent، Adidas و سایر برندها برای عرضه انواع پارچه‌های هوشمند برای گروه‌های مختلف مصرف‌کننده همکاری کرده است.

توسعه‌ی پویای منسوجات هوشمند تعاملی، از توسعه‌ی مداوم مواد جدید و همکاری بی‌نقص فرآیندهای پشتیبانی مختلف جدایی‌ناپذیر است. به لطف کاهش هزینه‌ی مواد جدید مختلف در بازار امروز و بلوغ فناوری تولید، ایده‌های جسورانه‌تری در آینده امتحان و اجرا خواهند شد تا الهام‌بخش و جهت‌دهنده‌ی جدیدی برای صنعت منسوجات هوشمند باشند.