Ученые изобрели умную ткань: реагируя на тепло и электричество, она меняет цвет и форму

Изобретатели из Университета Ватерлоо (Канада) подробно описали свойства новой смарт-ткани в статье для журнала Nano-Micro Small. Авторы удивительной идеи позиционируют ткань как первый в мире материал, реагирующий сразу на два внешних раздражителя: тепло и электричество. Под их действием ткань меняет цвет и форму, а после устранения воздействий возвращается к своему первоначальному состоянию.

Создавая интеллектуальную ткань, исследователи использовали устройство, похожее на традиционный ткацкий станок. На нем разместили тонкие переплетенные нити из переработанного пластика и нержавеющей стали, рассказало издание Popular Science.

По сравнению с предыдущими аналогами, новая ткань активируется с помощью значительно более низкого электрического напряжения. А значит, она дешевле и энергоэффективнее. Благодаря низкому напряжению материал можно использовать в портативных устройствах, таких как биомедицинские инструменты и датчики. Также, по мнению ученых, смарт-ткань может быть в составе приборов для защиты от подделок, ортопедических устройств и биомиметических приложений. Впоследствии из этого материала, вероятно, будут шить умную одежду и производить полезные товары ширпотреба.

Благодаря удобству и простоте температурная чувствительность является одним из наиболее распространенных стимулов при исследовании интеллектуальных материалов, изменяющих форму и цвет. Однако, как отметила команда ученых в своей статье, точная стимуляция обычно чрезвычайно сложна.

Чтобы придать новой ткани способность менять цвет, к нитям из нержавеющей электропроводящей стали были вплетены дополнительные нити, содержащие термохромные микрокапсулы (ТМК). При нагревании внешняя оболочка ТМК становится полупрозрачной. После охлаждения оболочка снова становится непрозрачной, возвращаясь к своей первоначальной окраске.

Чтобы продемонстрировать потенциал изобретения, команда создала из умной ткани симпатичную модель в форме стрекозы, которую подвергли тепловым и электрическим раздражителям.

"Благодаря способности реагировать на экологические стимулы, такие как температура, наш новый материал можно использовать для мониторинга экосистем, не повреждая их", - отметил Милад Камкар, профессор химической инженерии и ведущий автор исследования.

Фото: University of Waterloo