Новый трикотаж меняет 3D-форму и проводит электрический сигнал одновременно

Специалисты из Гарвардской инженерной школы создали трикотажный текстиль, способный сохранять несколько стабильных трехмерных форм и переключаться между ними без жестких элементов. Материал производится на стандартных промышленных вязальных машинах и может применяться в носимой электронике.

Эффект мультистабильности (способность сохранять устойчивость в разных конфигурациях) достигается за счет комбинации высокоэластичных нитей и специфической геометрии вязания. Команда под руководством Каушальи Махадевана использовала метод уточного вязания — наплавку. Нити сворачиваются в объемные формы естественным образом. При деформации ткань фиксируется в новом стабильном состоянии, как механический выключатель.

Исследователи интегрировали в трикотаж проводящие нити, превратив материал в функциональный датчик. В одном прототипе вязаная оболочка работает переключателем для светодиода. В другом — ткань на колене фиксирует движения и передает данные на электронный счетчик. Третий образец представляет собой абажур, меняющий цвет освещения в зависимости от конфигурации полотна.

Вычислительные модели показали, что такие ткани можно описывать как непрерывные материалы, без моделирования каждой петли. Это упрощает проектирование и масштабирование производства. Статья опубликована в журнале Advanced Functional Materials. Технология совместима с существующими текстильными производственными линиями, что открывает путь к массовому выпуску адаптивных материалов для мягкой робототехники и носимых интерфейсов.

Источник: designboom