你是否曾经在温暖的一天出门,却因为过高估计了自己对寒冷天气的承受能力而后悔?不久的将来,你也许不必匆忙跑回家去拿外套,而是可以通过一个应用程序来控制你衣服的保暖程度。
由麻省理工学院的研究人员开发的 FibeRobo 是一种廉价、可编程、形状可变的智能纤维,它依赖于液晶弹性体 (LCE)。这种新型 LCE 纤维应用于服装中,可以根据环境温度调整其结构,在寒冷时变得更保暖,在温暖时则反之。此外,它还可以与导电线结合,穿着者可以通过控制器或智能手机的无线输入直接控制 FibeRobo 服装或压缩衣等医疗可穿戴设备。
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正如在 最近的学院简介 中详细介绍的那样,LCE 由具有液体般特性的分子组成,这些分子在冷却且惰性时也能形成周期性的晶体结构。重要的是,该团队新开发的合成 LCE 可以在安全舒适的温度范围内发生相变——这是行业首创。
其结果是,这种纤维在受热时会收缩,并且在温度下降时会自我恢复,无需任何外部传感器或集成组件。更重要的是,FibeRobo 足够灵活且坚固,可以用于传统的制造方法,如刺绣、织布机和针织机。
为了制造新纤维,工程师们首先设计了一种类似胶枪的机器,它通过喷嘴缓慢挤出加热的 LCE 树脂。然后,纤维首先通过紫外线固化,浸入油中,然后再次使用更强的紫外线进行固化。制造完成后,LCE 纤维被卷成线轴,并浸入粉末中,以便于纺织生产机械安装。据麻省理工学院称,该团队一天可以生产约一公里的可用纤维。
作为概念验证,麻省理工学院团队使用工业针织机编织了一件蓝牙控制的压缩性狗狗外套,以帮助缓解焦虑,并对其中一位研究人员的宠物进行了测试。另一款原型则被用作一件自适应运动文胸,通过 FibeRobo 刺绣,当用户开始运动时,面料会收紧。
未来,该团队希望微调其 LCE 的成分,使其具有生物降解性或可回收性,并简化整体设计。
“归根结底,你不会想要一种‘女王范’的纤维,”麻省理工学院研究生、论文第一作者 Jack Forman 在一份声明中表示,“你想要一种纤维,在你使用它的时候,它能够融入各种材料的集合中——你可以像使用其他纤维材料一样使用它,但它却拥有许多令人兴奋的新功能。”
虽然目前许多智能纺织品项目都在试图革新人们与衣物的互动方式——从用于解读健康数据的集成传感器,到用于监控和安全目的的“SMART ePANTS”——但这些服装项目或许有一天会增加你衣橱里的服装数量。与此同时,这一最新迭代产品可能会让你衣橱里的衣服变得更少。