Объединенная команда американских и китайских ученых разработала умную ткань, которая способна реагировать на изменение температуры человеческого тела. Чем выше температура, тем сильнее сжимаются волокна ткани, что увеличивает прозрачность материала для теплового излучения. И наоборот, чем ниже температура, тем «пушистее» становится ткань.
Собственно, примерно тот же регуляторный механизм используют птицы — если температура низкая и нужно согреться, они задействуют перьевой покров и становятся «пушистыми». Если температура высокая, перья максимально плотно прилегают к поверхности тела, организм быстро охлаждается, поскольку перья становятся «прозрачными» для тепла.
У человека нет таких возможностей по регулированию температуры своего тела, как у птиц, поэтому приходится разрабатывать специализированные технологии. Современная индустрия спортивной одежды уже частично решила проблему — материалы, которые отводят тепло (или, наоборот, его задерживают) созданы. Но эти ткани работают в одном и том же режиме и неспособны адаптироваться к изменению внешних условий.
Специалисты из Мэрилендского университета смогли решить эту задачу. Они разработали специализированную адаптивную ткань, которая меняет способность пропускать тепловое излучение и водяной пар. Это, в свою очередь, позволяет охлаждать тело человека при значительных физических нагрузках. Умная ткань, разработанная учёными, состоит из большого количества волокон. Каждое из них составное, 50% волокна — целлюлоза, 50% — триацетат.
Целлюлоза — гидрофильна, триацетат — гидрофобен. Чем выше влажность, тем сильнее сближаются нити. Кроме того, есть и третий компонент — это углеродные нанотрубки. Благодаря им волокна при сближении активируют процесс резонансного электромагнитного связывания. Последнее увеличивает излучающую способность волокон, спектр излучения сдвигается в этом случае в диапазон 5-15 микрометров. Именно такой и диапазон теплового излучения тела человека. Чем теснее отдельные волокна прилегают друг к другу, тем сильнее идет процесс конвекции, так что охлаждение происходит и благодаря ему.
Умная ткань обладает сразу несколькими полезными свойствами: она отводит влагу и позволяет телу быстро охлаждаться при высокой окружающей температуре. Ну а при понижении температуры та же ткань задерживает тепло и влагу. Что касается параметров ткани, то при повышении влажности до примерно 90% пропускающая способность ее в отношении тепла увеличивается на 35,4%.
Умная ткань из Мэрилендского университета может стать еще более умной, если совместить эту технологию с другими. В качестве примера можно привести Project Jacquard — разработка Google, которая наделяет ткань способностью «понимать» владельца одежды, которая пошита из этой ткани. Основа технологии Jackard — волокно, способное проводить сигнал. Ткань собрана примерно в такую же сетку, как проводящий слой под дисплеями гаджетов.
При нажатии на ткань или проведении по ней пальцем образуется электрический сигнал, который можно уловить и обработать. Так, ткань не только «понимает», когда на нее нажимают, но и «чувствует» в каком движении по ней провели пальцем. Если использовать для анализа компьютер, можно представить, как проведение по ткани позволит регулировать громкость звука в смартфоне, отвечать на звонок или выполнять любые другие операции, привычные современному пользователю.
В Google считают, что умная одежда должна стать частью нового развития направления технологий — Wearable Technology. Электроника в скором времени может покинуть карманы и сумки и станет гораздо ближе к пользователю. При этом если телефон может разбиться, то одежда подвержена влиянию внешних факторов в гораздо меньшей степени. Обработчиком сигнала в этом случае служит, например, запонка, которая определяет тип взаимодействия пользователя с одеждой.
Ну а применений здесь много. В прошлом году сообщалось, что с Google сотрудничают многие сервисы, которые желают стать частью Wearable Technology. В числе прочих — Strava и Spotify.
Постепенно умная одежда становится все более распространенной и умной. Возможно, через 5-10 лет мы будем считать умные футболки, худи и куртки чем-то вполне обычным, как сейчас мобильные телефоны.
Автор: Максим Агаджанов
