е-ткани: Электроника в текстиле

Е-ткани и смарт-текстиль

В новостях довольно часто стал появляться термины e-garment и e-fabrics или smart materials. Википедия переводит их как «е-ткани» или «интеллектуальный текстиль».

Е-ткани (также «умные ткани») — вид текстиля, содержащий электронику (включая микрочипы), в котором применены цифровые технологии. Многие виды высокотехнологичной, умной одежды, а также технологии, которые применяются при её производстве, содержат электронный текстиль.

Электронный текстиль следует отличать от приборов, относящихся к классу носимых компьютеров, встраиваемых в компоненты одежды, так как упор делается именно на бесстыковое встраивание в ткань электронных компонентов, таких микрочипы, датчики или включатели.

Такого рода технологии объединяются под общим термином Файбертроника (англ. fiber — волокно и electorincs —электроника). Данная дисциплина занимается изучением применения возможностей электроники при производстве тканей.

Фундаментально инжиниринг текстиля не для обычной, повседневной одежды развивается по следующим направлениям:

Е-ткани и смарт-текстиль

В России направление «интеллектуального текстиля» известно, но на сегодня это тема для гиков, увлеченных энтузиастов, не рассматривается как «рыночное окно» или возможность для развития.

Одежда — новая платформа для носимой электроники

Сегодня обычная одежда обладает незадействованным потенциалом стать платформой для интегрирования в нее носимой электроники.

Канадская лаборатория протестировала специальные волокна, которые позволяют при помощи специально разработанной ткацкой технологии создавать эластичные сенсорные экраны и батареи, вплетаемые прямо в ткань-основу.

Интегрирование  электронных компонентов для умного материала с новым функционалом не далось легко. Первая идея была – «хорошо, чтобы электроника располагалась прямо на одежде, под рукой». Мир уже прошел увлечение подобными устройствами – многие спортивные компании реализовали в своих изделиях кнопки плеера, выведенные на рукав куртки.

«Мы хотим, чтобы люди не догадывались, насколько усложняется ткань, а просто чтобы они начали пользоваться новыми функциями»- говорит Максим Скоробогатый, физик Политехнической школы Монреаля.

Это должна быть привычная одежда, но при этом автономное устройство, которое может зарядить себя, накопить, сохранить энергию и выполнять полезные функции. В противном случае – это усложнение и дополнительная нагрузка, которая никому не нужна в обыденной жизни».

Эта философия мотивировала разработчика собрать разностороннюю команду исследователей, ориентированных на создание эластичной версии частей гаджета, в том числе и мультитач-экранов, батарей и даже транзисторных микросхем. Эти технологии могут стать прообразом смарт-одежды, которая следит за состоянием здоровья, внешними условиями, сопровождает и ориентирует, и даже действует как носимый на теле компьютер.

Е-ткани и смарт-текстиль
Изображение гибкой батареи, разработанной в лаборатории Максимом Скоробогатым. Политехническая школа Монреаля.

«Проблема большинства вариаций «мягкой электроники», которую пытаются выводить на рынок в том, что это просто обычные гаджеты, прикрепляемые на одежду. Мы же пытаемся интегрировать электронику прямо в текстиль, буквально вплетая элемент за элементом,» — говорит Скоробогатый. «Большинство электроники изначально технологически не предназначены для ткацких операций».

Некоторые лаборатории избрали иной путь – пытались равномерно разместить наночастицы проводника внутри обычной хлопковой ткани. Но это оказалось тупиковым путем, поскольку не удалось добиться стабильности свойств и использовалось недопустимо большое  количество химикатов.

В свою очередь, лаборатория Скоробогатова избрала собственный путь: разработала текстильные волокна, которые являются оптоволокнами, способными нести телевизионный и интернет-сигнал, передавать электрические сигналы.

Собственная методика позволила канадской команде сделать экструдированное из полимерного расплава волокно, которое остается достаточно гибким для дальнейшего ткачества.

Е-ткани и смарт-текстиль
Исследователи сумели сплести волокна в гибкую сенсорную панель, которая может выступать как мультитач-экран

Также они смогли сплести из волокон экспериментальную сенсорную панель, которая обладает частичными возможностями задуманной мультитач-технологии, похожей на то, чем обладают смартфоны и планшеты. Эта работа была опубликована в январском номере «Smart Materials and Structures».

Далее, они сделали плоские листы батарей сочетая слои традиционных литиевых батарей с термопластичным связующим материалом. Лаборатория Скоробогатого научилась разрезать эти листы на тонкие полосы и смогла сплести матрицу, типичную для привычного текстиля. Достижение подробно описано журнале Американского Электрохимического Сообщества «American Electrochemical Society».

Изобретатели уже сегодня совершенно убеждены в неизбежности превращения одежды в носимый на поверхности тела гаджет с широким функционалом, но на сегодня серьезной психологической преградой является нерешительность крупных текстильных производителей работать с совершенно необычными волокнами. Канадские исследователи планомерно работают над свержением этих взглядов, шаг за шагом демонстрируя все новые возможности и приглашая дизайнеров экспериментировать с их достижениями.

Согнуть уже можно все, кроме…

Но одна большая проблема все же остается. Это – создание гибких микросхем и транзисторных элементов. Если лаборатории Скоробогатого удастся провернуть трюк с их созданием, они бы смогли создавать одежду с самыми необычными конфигурациями возможностей электронных гаджетов.

Мы движемся в сторону автономных текстильных батарей, электронных компонентов и датчиков, и все они сделаны в виде текстильной нити,» — сказал Скоробогатый. «На данный момент не хватает только процессоров».

Эта история была представлена InnovationNewsDaily.

Что еще могут е-ткани?

Мы в своих обзорах уже упоминали, например, светящуюся одежду, с интегрированными в ткань светодиодами. Какие еще реализации известны на сегодня? Что могут е-ткани? Как они могут изменить жизнь людей?

Корейский институт высоких технологий KAIST сегодня ведет разработки тканых дисплеев, позволяющих выводить на текстиль (одежду) изменяемую процессором цветографическую информацию. Перспектива – создать тканый экран для возможности передачи видео приемлемого изображения.

Е-ткани и смарт-текстиль

Дизайнеры Берлинского университета Искусств творчески используют светодиодные ткани для создания новых невиданных моделей с LED подсветкой на растяжимой матрице со стрейч-эффектом, которая сама может включаться в темное время, управляемая датчиками:

 

Е-ткани и смарт-текстиль

 

Вот пример более сложной светодиодной матрицы (была продемонстрирована на текстильной выставке «ТехТекстиль» во Франкфурте в 2015 году):

Е-ткани и смарт-текстиль

Royal Philips Electronics of the Netherlands

Одно из неожиданных применений электронного текстиля, стоящее на стыке наук и технологий, в прототипе предложила компания Royal Philips Electronics of the Netherlands.

Билирубинемия — или желтуха новорожденных — встречается у 60% младенцев при родах в срок и у 90% при преждевременных родах. Многим требуется срочная медицинская помощь в течение первых часов или дней жизни. Так вот именно для них и разработали билирубиновые одеяло, «конверт» и «кенгуру». Одеяло, которое лечит светом определенной длины волны, источником являются светодиоды синего терапевтического света.

 

Е-ткани и смарт-текстиль

Наиболее часто в поисковых запросах об электронных тканях в Интернете фигурирует авторитетная компания OHMATEX.

Несколько слов о ней. Это – истинные популяризаторы нового, энтузиасты и творцы.

Интересен сам подход в работе с клиентами. Они готовы вместе с клиентом искать функционал нового изделия на базе электронного текстиля.

OHMATEX

OHMATEX – компания, проектирующая электронные ткани и функционал

Простой слоган компании, открывающий сайт: «Принесите свои идеи в реальность!»

  • вы знаете об электронике, но не знает как сочетать ее с текстилем?
  • вы разбираетесь в текстиле, но ничего не знаете о возможности интегрировать электронику в текстиль?
  • у вас есть грандиозная идея, но вы не знаете, какой технологией она может быть реализована?
  • вы не знаете, как соединить все вместе и заставить работать?»

Е-ткани и смарт-текстиль

Прекрасный пример компании нового типа, где инновации проектируются с чистого листа.

Сильные реализации, проекты, выполненные компанией – костюм пожарного с датчиками температуры (разработан совместно с компанией VIKING), которые подают сигнал, анализируя время пребывания в опасной зоне.

Е-ткани и смарт-текстиль

Helly Hansen

Похожий проект, не менее важный и необходимый, позволяющий снизить риски от последствий – концепция костюма Sea-and-Safe для работы в море. Защитный костюм оснащен датчиками, которые в опасной ситуации – человека смыла за борт – подают сигнал опасности, дают индикацию его положения. Просто? Просто только в замысле, технологически – это сложная, многоступенчатая работа. Проект координировался совместно с компанией Helly Hansen.

Е-ткани и смарт-текстиль

Итак, электронный текстиль – не химера, не забава, не модная блажь. Все развивается, пока не понятно, как это изменит жизнь человечества, но совершенно точно, уже меняет.

Очень интересно дождаться чего-то подобного в России. Может быть, это будет именно ваш стартап?

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

Читайте также




Карина Лебедева Honeywell

Карина Лебедева: IT и SMART-технологии Honeywell на рынке охраны труда России

8 февраля, 2017
Как избежать конкуренции продуктов в мультибрендовой компании - в интервью руководителя подразделения промышленной безопасности России и СНГ компании Honeywell Карины Лебедевой. ...

Сейчас читают

Политика конфиденциальности

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: