Инновационные технологии, способные повлиять на рынок СИЗ

Ежедневно новостные ленты сообщают о все новых и новых технологических достижениях. Ученые, дизайнеры, технологи и другие энтузиасты из многих стран разрабатывают что-то, призванное упростить нашу жизнь и сделать ее комфортнее.

Гетсиз.ру собрал в этом обзоре последние новинки, напрямую касающиеся защиты и охраны труда, сохранения и восстановления здоровья, экологических аспектов производства.

Термоэлектрический текстиль

Миниатюрные электронные гаджеты получают все большее распространение в нашей повседневной жизни. Но потенциально они представляют собой проблему при утилизации и переработке, так как в некоторых случаях состоят из токсичных материалов, содержат тяжелые металлы, требуют сложных последовательностей трудоемких операций. Нельзя допустить появления гор нового типа электронных отходов в будущем. И специалисты уже оценили потребность рынка в органических, возобновляемых материалах для использования в электронном текстиле.

Созан Дараби, докторант кафедры химии и химической инженерии университета Чалмерса (Швеция, Гетеборг), с коллективом единомышленников в течение нескольких лет работал с электропроводящими волокнами для электронного текстиля, сначала — с шелком, потом — с целлюлозой.

Нить из токопроводящей целлюлозы прокладывает путь для электронного текстиля, изготовленного из возобновляемых материалов.

Исследовательская группа уже вышла на этап внедрения электропроводящих целлюлозных нитей в ткань с помощью обычной бытовой швейной машины для получения термоэлектрического текстиля, который вырабатывает небольшое количество электроэнергии при нагревании с одной стороны – например, за счет тепла тела. При разнице температур в 37°C текстиль может вырабатывать около 0,2 микроватт электроэнергии.

Электропроводящая нить производится в процессе нанесения покрытия «слой за слоем» чернилами на основе PEDOT:PSS.

Справка Гетсиз.ру:

PEDOT:PSS представляет собой один из наиболее перспективных материалов органической электроники из-за высокой химической и термической стабильности, прозрачности в видимой области спектра, возможности получения пленок на его основе из водных растворов. Обладает высокими термоэлектрическими свойствами.

Процесс производства целлюлозной нити уже был разработан в университете Аалто в Финляндии. В развитии технологии исследователи Чалмерса сделали нить проводящей, покрасив ее электропроводящим полимерным материалом. Их тесты и измерения показывают, что процесс покрытия придает целлюлозной нити высокую проводимость, которая может быть еще больше увеличена за счет добавления серебряных нанопроводов. В тестах эта проводимость сохранялась и после нескольких стирок.

Тем самым достигается основная задача – упрощение переработки. Целлюлоза для этого может быть успешно извлечена и переработана. Когда изделия изготавливаются из однородного материала или как можно меньшего количества материалов, процесс переработки становится намного проще и эффективнее.

Перчатки для защиты от вибрации: новые принципы

Вибрация – серьезная проблема. Для защиты от вибрационной болезни и других угроз здоровью на рынок ежегодно выводятся все новые решения. Разработчики используют возможности микроэлектронных устройств.

Ноттингемский университет Трента (был открыт в Великобритании в 1798 году!) разработал перчатки со встроенными крошечными датчиками, призванными помочь защитить рабочих, занятых в строительстве.

Возглавляемая профессором Тилаком Диасом из «Школы искусства и дизайна» команда находится в процессе создания технологии, направленной на то, чтобы предупреждать пользователей о критическом уровне вибрации, способном вызвать болезненные синдромы.

По данным управления по охране труда и технике безопасности Великобритании (HSE), за последнее десятилетие было подано более 10 000 жалоб на вибрационные синдромы белых пальцев и запястного канала. Подвержены риску работники, регулярно использующие вибронагруженные электроинструменты, такие как бетоноломы, шлифовальные машины, шлифовальные станки, перфораторы, бензопилы, триммеры, мотокосилки.

Идея в том, чтобы создать перчатки, используя возможности умного текстиля, в волокнах которого будут размещены датчики, определяющие дозу нагрузки, и процессор, оценивающий ее и посылающий на индикатор сигнал о превышении допустимого уровня. В лаборатории уже созданы микрокапсулы длиной всего 2 мм, в которых размещены датчики вибрации и акселерометры. Такой размер не препятствует технологии вязки трикотажа. Подробнее мы писали.

Главное: вся электроника будет размещаться в привычном форм-факторе рабочей перчатки, без использования дополнительных гаджетов, проводов, коннекторов и связанных с ними дополнительных процедур.

Физиотерапия на ходу, или что могут носимые устройства

Парадоксально, но вибрация может быть обращена и на пользу!

Все слышали об эффективности восстановительной физиотерапии, а те, кто занимался спортом, мог столкнуться и на личном опыте. Каждый знает о носимых гаджетах – какие только сейчас не появляются. Взрослые люди – чего уж там! – имеют представление о вибраторах. А если все это взять и объединить?

Рассмотрим совсем новый бизнес (копирайт 2021 года!): компания Myovolt создала серию носимых устройств для физиотерапевтического воздействия на требующие восстановления участки человеческого тела. О возможностях носимых устройств мы писали в обзоре.

Myovolt – это запатентованная носимая технология, которая фокусирует массажное воздействие непосредственно на пораженных участках. Способствуя циркуляции и стимулируя кровоток, Myovolt содействует восстановлению мышц и суставов и может использоваться в качестве способа разминки для быстрого разогрева и уменьшения скованности. Устройство удобно носить под одеждой.

Модуль Myovolt – это уникальная современная массажная технология. Ее отличия:

приводы с переменной частотой, обеспечивающие фокальную вибрацию клинического уровня глубоко в мягких тканях;
программное обеспечение с физиотерапевтическим управлением, перезаряжаемый литий-полимерный источник питания в легком, ультратонком корпусе;
эргономичный дизайн, варианты которого разработаны под определенную форму тела, за счет чего обеспечивается комфортная и эффективная мощность вибрации даже через одежду.

Для кого эта новинка? В первую очередь, для спортсменов. Но она может быть полезна и для представителей очень многих профессий – такелажников, пожарных, спасателей, докеров, грузчиков, промышленных альпинистов и всех, чья работа подразумевает высокий уровень физической активности. Причем такие массажеры могут быть применены в любой удобный момент — в том числе во время трудовой деятельности.

Массаж — конечно, с учетом показаний — может быть отличной профилактикой и профессиональных заболеваний.

Модуль Myovolt — глобальный продукт, который распространяется в США, Канаде, Австралии, Великобритании, странах EC.

Версия экзоскелета с особенной концепцией

Гетсиз пишет об экзоскелетах часто (например: Экзоскелеты Hilti, Экзоскелеты меняют привычный образ ручного труда) — просто потому, что многие видят в них потенциал.

Робототехнический стартап Verve Motion из американского Кембриджа (штат Вермонт) реализовал собственное видение экзоскелета SafeLift и даже назвал его по-своему – exosuit.

При разработке был применен принцип комбинирования: в одной конструкции попытались соединить мощность машины с комфортом и эргономикой элитной спортивной одежды.

Компания является пионером технологий нового класса носимых сервисных устройств для промышленного сектора, интегрируя робототехнику в функциональную одежду. Занимается этим многопрофильная команда специалистов в области робототехники, науки о движении и дизайна одежды из лаборатории профессора Конора Уолша Гарвардского университета.

SafeLift – это легкий носимый гаджет с программным обеспечением, которое распознает движения в реальном времени. Он выполнен в эргономичном форм-факторе и призван расширить возможности и усилить защиту промышленных работников.

Что он дает? Экзосьют адаптируется к рабочим задачам, движениям, скорости и помогает только при необходимости, снижая нагрузку на спину рабочего на 30-40% в течение обычного рабочего дня. Запас энергии составляет более 12 часов автономной работы.

Помимо снятия избыточной нагрузки с тела работника, система через сервис «Облако» подключена к искусственному интеллекту и анализирует эргономику движений в соответствии с технологией захвата движения (capture motion), что помогает промышленным лидерам анализировать характер нагрузок для повышения безопасности их рабочей силы.

Почему это важно? Вот сухие цифры.

По данным бюро статистики труда США, ежегодно на рабочих местах страны происходит миллион травм спины. Более 260 миллионов рабочих дней теряется каждый год из-за травм спины, согласно United States Bone and Joint Initiative. По данным Liberty Mutual Workplace Index 2018, порядка 14 миллиардов долларов ежегодно теряют работодатели США по этой причине.

Новое направление в композитах – снижение углеродного следа

Что такое препрег? Препреги (англ. prepregs, от лат. рrае — «вперед», «впереди», ср. англ. (im)preg(nated) – насыщенный, напитанный, и от лат. praegnans — «полный») — это полуфабрикаты изделий из армированных полимерных композиционных материалов. Представляют собой волокнистые наполнители (непрерывные жгуты, собранные в ленты, ровинги или нити, ткани, нетканые материалы типа мата, бумагу или др.), пропитанные термореактивным или термопластичным связующим.

Полимерные композиты давно и прочно заняли свое место в отрасли охраны труда, поэтому эта новость имеет отношение и к нашему сегменту рынка.

Весь мир заботится о принципах устойчивого развития. Вот и производители армированных композитов озадачились и разработали технологию снижения углеродного следа на 85% при производстве препрегов.

Кто эти благородные люди?

Для решения задачи объединили усилия две британские компании — Composites Evolution и Bcomp. Они создали препреги на основе льняного волокна, соединяемого с эпоксидными смолами. Так появилось семейство материалов с выдающимися характеристиками.

Рынок пластика тесно связан с автопромом. Автопроизводители делают все возможное, чтобы технологии эволюционировали в зеленом направлении. Уже сегодня ориентиры зеленой экономики меняют стратегии крупных компаний, и новая разработка в данном контексте приобретает особую актуальность.

4D-технологии сулят снижение издержек при производстве одежды

Мы рассказывали о виртуальной примерке одежды и обуви (например: Виртуальная примерка обуви в приложении Lamoda, Приложение для онлайн-примерки одежды в реальном бизнесе).

Технологии не стоят на месте, и немецкая компания Hohenstein (у которой 70 лет опыта независимых испытаний текстиля, сертификации и исследований) представила 4D-систему!

Сканирование в 4D показывает форму и размер тела и выявляет изменения его формы во время типичных движений, которые предполагает выполнять клиент. Учитывается также влияние движения на предметы одежды и влияние предметов одежды на движение. При этом диапазон движений, особенно в спортивной и рабочей одежде, может быть проанализирован для улучшения функциональности.

Кроме того, ведутся работы над созданием новой методологии. Цель ученых Hohenstein – разработать стандартный метод анализа того, как предмет одежды ограничивает движение.

Это позволит уточнить данные для создания диаграмм размеров и разработки шаблонов. Новые модели снизят количество отходов. Реалистичные данные о размерах приводят к лучшей подгонке одежды, повышению как рентабельности, так и удовлетворенности клиентов. Налицо множество выгод!

Проект финансируется Федерацией ассоциаций промышленных исследований Германии (AIF).

Самый яркий флуоресцентный материал

Флуоресцентые красители важны для отрасли охраны труда, так как повышают видимость. Чем ярче, тем лучше!

Большинство таких красителей теряет значительную часть своих отражательных и флуоресцентных свойств в момент соединения друг с другом при формировании их плотного состояния. Группа специалистов по химическому инжинирингу из университета Индианы и университета Копенгагена представила результаты своего нового исследования, посвященного возможности предотвратить убывание яркости и степени отражения красителей. Так был создан самый яркий на данный момент тип флуоресцентного материала в мире.

Для этого команда использовала макроцикличные молекулы, которые препятствуют флуоресцентным молекулам взаимодействовать между собой. Так удалось избежать гашения интенсивности свечения. Вдобавок ученые поместили разные виды красителей с этими агентами в бесцветный раствор, куда добавили специально подобранные полимерные структуры. В результате был получен очень яркий флуоресцентный пигмент, который не теряет своих свойств ни в жидком, ни в твердом состоянии. Результаты исследований могут быть опорой при создании концептуально новых видов красителей.

Новый взгляд на сортировку текстильных отходов

В Дании приняли законопроект, согласно которому ежегодно 85 000 тонн текстильных отходов в стране должны сортироваться отдельно с 2022 года – раньше, чем в остальной части ЕС. Поэтому здесь стартовал пилотный проект ReSuit, который тестирует и определяет подводные камни при массовом рециклинге текстильных отходов (Гетсиз писал на аналогичную тему).

В рамках датского проекта Resuit (стоимостью 13 миллионов датских крон – около 150 млн руб.) изучается возможность применения технологии гидротермального сжижения (HTL) для масштабной переработки полиэфирного текстиля.

Справка Гетсиз:

Гидротермальное сжижение (HTL, Hydrothermal liquefaction) – это процесс термической деполимеризации, используемый для преобразования влажной биомассы и других макромолекул в сырую нефть при умеренной температуре и высоком давлении. Неочищенная нефть имеет высокую плотность энергии.

Такую нефть далее можно преобразовать в нефтепродукты, которые могут быть использованы для производства пластмасс, тяжелого топлива (наподобие угля и лигнина по составу) или для повторного производства синтетических текстильных волокон.

HTL – это хорошо изученная и надежная технология, но ее применение в текстильной промышленности является новаторским.

Датские компании в рамках ReSuit стремятся к дальнейшему развитию этой технологии. Участник проекта A/S Dansk Shell уже успешно протестировал возможность переработки бионефтяных продуктов и видит аналогичные перспективы в переработке одежды.

Почему это важно?

На полиэстер приходится половина всех волокон одежды в мире. Начиная с малого, можно постепенно снизить нагрузку на природу, найти дополнительные ресурсы и циклически использовать сырье.

Мусор становится ресурсом, и нам в первую очередь необходимо поменять отношение к нему. Общая цель Resuit, а также участвующих в проекте модных и текстильных компаний Bestseller, Elis, «Школы дизайна Kolding», экспертов по технологиям переработки отходов из Орхусского университета и института Фраунгофера, заключается в создании более устойчивой текстильной промышленности в Дании. Основная задача — изменить поведение потребителей и добиться того, чтобы эта технология стала общепринятой.

Новое в России

Если в вашей работе находят применение новые технологии разработки, управления, производства, логистики, упаковки, рециклинга и сбережения ресурсов, Гетсиз.ру будет рад сделать совместный проект по освещению лучших практик.