Ткань электан что это
Электронная ткань
Не так давно мы вошли в тот период развития технологий, когда электронные компоненты настолько миниатюризировались, что создание крохотных гаджетов перестало быть проблемой для инженеров. Проблемой стали сами люди, потому что управлять, да и просто удерживать в руке устройство меньше, чем среднестатистический сотовый телефон неудобно чисто анатомически. И всё же, вектор на увеличение компактности электронных устройств обещает нам открытие новых горизонтов. А развитие нанотехнологий стало, фактически, краеугольным камнем, на котором будут основаны все прорывные изобретения и технологии: создание новых, «анатомических» интерфейсов для взаимодействия человека с электронными устройствами, снижение энергопотребления и веса, внедрение электроники в традиционные «аналоговые» сферы. Например, гибкие экраны и «электронная ткань». В последние годы периодически появляются новости от разных компаний, рапортующих о создании прототипов гибких экранов. Судя по всему, мы достаточно близки к появлению первых коммерческих образцов по-настоящему носимой электроники. Однако сам принцип носимости подразумевает интеграцию цифровых технологий прямо в одежду. И идея создания «умной» одежды не то что бы давно витает в воздухе, а работы по ней тоже ведутся в различных странах. Однако практическая реализация этой идеи упирается в целый ряд пока непреодолённых технологических задач, из которых одной из важнейших является обеспечение компактности и высокой ёмкости источника энергии. Одним из решений может стать создание ткани, которая самостоятельно генерирует и хранит запас электричества.
Успехи науки
Недавно представители Китайской Академии Наук (кто бы мог подумать) и Вуханьской Национальной Лаборатории Оптоэлектроники (Wuhan National Laboratory for Optoelectronics) сообщили о том, что им удалось вырастить образец ткани из наночастиц диоксида свинца на подложке из углерода путём компоновки пустотелых нанотрубок диоксида свинца в переплетённую структуру. Материал нанотрубок обладает свойствами широкополосного полупроводника с высокой квантовой эффективностью в ультрафиолетовом диапазоне. Это делает его хорошим материалом как для электродов в элементах питания, так и для улавливания света. Команда китайских учёных объединила в одном устройстве «сотканные» из диоксида кремния ультрафиолетовый фотодетектор и литий-ионную батарею. Их целью было создать не требующий внешнего источника питания гибкий фотодетектор, которому можно придать любую форму. Получившееся устройство по своей производительности сравнимо с «традиционными» и, что гораздо важнее, не теряет своей эффективности даже в свёрнутом виде.
По словам создателей, изначально это было вызовом: изготовить подобною ткань большой площади с сохранением именно тканной структуры. И теперь они считают, что задача создания правильно организованной структуры из выращенного плотного слоя нанотрубок на углеродной подложке может быть надёжно решена. Исследователи выразили радость от того, что получившееся устройство «является очень простой системой, обладающей преимуществами регулируемого размера и портативности». Представитель Университета Тунцзи (Tonji University), занимающийся исследованиями материалов для электронной и химической промышленностей, отметил низкую стоимость изготовления этого прототипа гибкого электронного устройства, обладающего «уникальным потенциалом при создании гибких, эластичных и носимых электронных систем». Также учёный подчеркнул, что основной проблемой в разработке подобных устройств является обеспечение достаточной механической прочности и износоустойчивости.
Зачем это нужно?
Как видим, китайцы поставили перед собой задачу фактически превратить одежду в солнечную батарею. Причём в батарею, направленную сразу во все стороны, условно не имеющую веса (мы ведь всё равно носим одежду), гораздо менее хрупкую по сравнению с традиционными кремниевыми батареями, да ещё и аккумулирующую в себе электричество. Без сомнения, подобная одежда будет полезна всем и каждому. Интеграция мобильного компьютера с GSM-модулем в куртку из электрогенерирующей ткани позволит, при должном освещении, вообще забыть о такой вещи, как зарядное устройство. Сегодняшние айпады и айфоны станут таким же нелепым и громоздким анахронизмом, как сегодня выглядят будки общественных таксофонов на улице. Заглянем немного дальше: с дальнейшей миниатюризацией электроники станет возможной массовая коммерческая имплантация различных устройств. И тут вопрос электропитания встанет в другой плоскости: не как долго, а как? И применение электрогенерирующей одежды для питания имплантов на первых порах может стать единственным способом.
Куда счастливее по сравнению с мирными гражданами будут военные: сегодня перспективные комплексы индивидуального оснащения солдат подразумевают ношение на себе до 6 кг аккумуляторов для носимого компьютера, радиостанции, прибора ночного видения, лазерного целеуказателя и фонаря. При этом срок работы всей этой красоты от аккумуляторов также весьма невелик. Представьте, насколько расширятся возможности военных, которым удастся одеть каждого солдата в «самозаряжающуюся» форму и оснастить гибким, устойчивым к повреждениям компьютером, передающим информацию о местонахождении бойца его непосредственному командиру. Операторы беспилотников смогут в реальном времени видеть расположение своих, что позволит существенно повысить их эффективность и снизить потери от дружественного огня. Вот оно, перенесение принципа сегодняшних стратегических игрушек в реальную жизнь, привет любителям Starcraft и Command & Conquer.
В более отдалённом будущем одежда, изготовленная из оптоволокна, позволит реализовать принцип оптического камуфляжа, когда человек словно становится прозрачным. Помните, как в прекрасном аниме Ghost in the Shell (Призрак в доспехах) комбинезон главной героини словно становился стеклянным, делая её почти невидимой? Да что там аниме, все ведь смотрели «Хищника» с незабвенным Шварценеггером, какое впечатление произвёл «прозрачный» камуфляж инопланетянина. Самое интересное, что сейчас уже ведутся научно-исследовательские работы и есть первые практические результаты по созданию подобных технологий.
Переворот в мире текстиля — электронная ткань
Пришло время переворота в мире текстиля — разработана электронная ткань. Новую одежду из электронной ткани можно стирать и гладить без риска повреждения полупроводников внутри её.
Электронная ткань — от идеи до производства
Производители научились интегрировать те или иные электронные устройства в одежду. Например в наушники и измерители пульса. Но это делается на этапе сшивания одежды, а электроника внутри ткани больше похожа на костыль, чем на гармоничную интеграцию в ткань.
Чтобы создать «электронный текстиль» XXI века, промышленность должна научиться создавать интегрированные полупроводниковые нити, которые обрабатываются ткацкими станками, как обычная пряжа.
Такая идея вызвала интерес у лаборатории Массачусетского технологического института. И вот уже разработан технологический процесс и ожидается, что «электронная ткань» поступит в массовое производство уже в начале следующего — 2019 года.
Как производят электронную ткань
Адаптация технологии массового производства современных ткацких станков производится исследователями из AFFOA (Advanced Functional Fabrics of America). В сердце текстильной промышленности США — в Inman Mills (Южная Калифорния) — ткани производятся из нитей со встроенными полупроводниками.
Оказывается, новая технология работает и не требует больших производственных издержек. Разработчики считают, что это изобретение будет чем-то вроде закона Мура для развития сферы электронной ткани.
Традиционное оптическое волокно изготовлено из полимерной заготовки путем нагревания (размягчения) и растяжения. Для производства электронного полимерного волокна используется процесс без растяжения. К обрабатываемому материалу добавляются два тонких медных провода толщиной с человеческий волос и припаяные светодиоды или фотодиоды (два варианта волокон). Во время процесса нагревания полимер включает диодные провода, а затем «замерзает».
Процесс осуществляется достаточно быстро и подходит для массового производства нитей, из которых создается ткань и шьют одежду. Новая «электронная ткань» может подвергаться стирке и глажке утюгом, без опасности повреждения встроенных в неё полупроводников.
С целью эксперимента ткань с фотодиодами была погружена в аквариум с рыбками. С помощью внешнего источника света (лампы) была передана последовательность кодированных музыкальных сигналов. Сигналы, снятые с электронной ткани в реальном времени, воспроизвели музыкальную композицию. Ткань и рыбки во время эксперемента не были повреждены.
Электронная ткань — применение
Электронная ткань сможет найти применение во многих областях. Например, из такой ткани можно сделать умные бинты и браслеты. Пентагон уже заинтересован в новом изобретении. Военные думают использовать электронную ткань для производства военной формы.
Несомненно, технология производства электронной ткани обладает огромным потенциалом для использования в текстильной промышленности и других смежных областях.
Искусственная ткань эластан: от производства и свойств до сфер использования
Свойства и особенности ткани
Физико-механические
Гигиенические
В современной текстильной промышленности очень широко используются, помимо натуральных, полимерные волокна. Синтетические волокна предают материалу разнообразные свойства, которые, при применении натурального сырья достичь нельзя. Один из таких материалов — эластан.
Что это за тип ткани?
Эластан (Lycra, Spandex) — эластичное полиуретановое волокно, представляющее собой полимерную нить, изготовленную на основе полиуретановых каучуков, сходных по свойствам с резиной.
Название «эластан» обычно используется в Европе, в то время как «Spandex» этот материал называют в Северной Америке. Сам по себе он редко применяется, его добавляют в натуральные или синтетические волокна.
Добавление волокон из этого полимера к любым тканям делает их более эластичными. Эластичность изделия зависит от количества и типа волокон, присутствующего в конкретной ткани.
Эластан получают в лабораторных условиях из полиуретановых каучуков. Существует несколько способов «вязать» волокно:
После того как волокна затвердевают, их промывают и сушат. И только потом наматывают его на барабаны.
История происхождения
Материал впервые получили в 40-х годах 20-го века в Соединенных Штатах Америки. Он был разработан и получен Дж.Шиверсом в одной из лабораторий химической компании DuPont.
Первоначально полученное волокно использовалось при изготовлении стягивающих поясов и корсетов.
Начиная со второй половины XX века, эластановые нити стали использовать в производстве спортивной одежды. С 70-х годов эластан стал широко применяться для производства одежды разнообразной направленности и областей применения.
На сегодня известно несколько марок эластана:
Состав и свойства ткани
Эластан — это сегментированный полиуретан, элементы которого соединяются неподвижными связями. Связки, иначе называемые «мостиками», защищают волокна от разрыва при растяжении.
Существует два типа материала:
Эластан обладает уникальными свойствами:
Виды ткани
Наиболее широкое распространение получили следующие ткани, которые состоят из эластана:
Также эластан прекрасно сочетается с натуральными волокнами такими как:
Плюсы и минусы эластана
Недостатки:
Для каких целей можно использовать эластан?
Волокном широко пользуются при производстве тканей для изготовления разнообразной одежды:
Первое в мире электронное волокно способно превратить любую одежду в компьютер
Ученые из Массачусетского технологического института (США) во главе с Йоэлем Финком разработали первую в мире цифровую ткань — электронное волокно, способное работать в качестве компонента вычислительной системы.
Особенность нового волокна в полимере, который можно использовать как обычную текстильную нить для пошива одежды. При этом волокно способно проводить электрический сигнал.
Но передача обычного сигнала, не бинарного кода, на практике не имеет большого значения, поэтому американские ученые в момент отливки встраивают в волокно чипы микроскопических размеров. Создавая из волокна узоры определенной формы можно получить цифровую схему широкого профиля.
Для демонстрации новой технологии исследователи сшили полотенце, которое в течение двух месяцев хранило 767-килобитный полнометражный фильм. Но наиболее интересным творением стала рубашка с вшитой в нее системой из 1 650 соединений. Такая рубашка анализировала температуру и влажность человеческого тела и после прохождения небольшого «обучения» смогла с точностью в 90% определять физические упражнения, которые выполнял человек. Как видно, не так далеко время, когда появится первая по-настоящему «умная» ткань, которую можно будет программировать под любые задачи.
Обзор ткани из уникального волокна — тенсел
Свойства и особенности ткани
Физико-механические
Гигиенические
Современные технологии позволяют расширить виды выпускаемых тканей и выпускать их из натурального сырья, которое ранее для этих целей не применялось.
Что за тип ткани?
Производят Тенсел из эвкалипта в США, с применением нанотехнологий. Это ткань натурального происхождения, но в ее состав могут входить и синтетические составляющие.
Натуральное сырье, стружку эвкалипта, растворяют. Затем эту массу пропускают через сито с мелкими отверстиями, и из этого сырья получают нить. Остатки сырья можно повторно пропустить через сито, поэтому при этой технологии ничего не выкидывается, и окружающая среда не загрязняется.
История происхождения
Специалистам удалось получить волокно «лиоцелл» в США в 1972 году, которое стало основой Тенсел. В конце 80-годов ХХ века началось ее производство с использованием австралийского эвкалипта.
Тенсел сегодня производится американскими, австрийскими и британскими компаниями. С 1997 года выпускается массово, и ткань стала пользоваться большой популярностью во всех странах мира.
Состав ткани и его свойства
Тенсел полностью состоит из натуральных волокон эвкалипта, но для прочности и эластичности в нее добавляют как натуральные, так и синтетические составляющие. Это позволяет обеспечить доступную цену ткани, так как добавки дешевле основного сырья, а их в составе может быть до 60%.
Ткань гладкая и мягкая, но не скользкая. Она приятнее хлопка, прочная и дышащая, как лен, быстро впитывает влагу и также быстро выводит ее наружу. В мокром состоянии ее прочность на разрыв увеличивается, поэтому в костюме из такой ткани комфортно отдыхать на природе и не бояться его порвать.
Эвкалипт препятствует размножению микробов, поэтому этот материал часто приобретают люди, страдающие аллергией.
Виды ткани
Ткань по составу выпускается двух видов:
По внешнему виду данная ткань подразделяется на 2 вида:
Плюсы и минусы ткани
Плюсы тенсел:
Недостатки:
Какие нормы используются при изготовлении
В связи с заявленными производителем свойствами ткани тенсел, при ее изготовлении должны соблюдаться следующие нормы в соответствии с ГОСТОМ 29298-2005: