Технологии для гардероба
С развитием современных технологий появилось целое новое направление — так называемый fashion tech. Модный термин включает в себя не только новые способы производства в текстильной промышленности, но и применение в пошиве одежды современных материалов.
Новые разработки
Первые прототипы электропроводящих материалов разработаны в Санкт-Петербургском государственном университете промышленных технологий и дизайна, рассказали в пресс-службе СпбГУПТД. В качестве основы используется обычная ткань, а токопроводящие свойства ей придает особая пропитка на основе углеродных нанотрубок Tuball OCSiAl, которая преобразует сам материал в нагревательный элемент. За счет состава пропитки можно задавать свойства – предельную температуру нагрева и используемый источник питания. Перспектива применения такой ткани – легкая одежда, дающая тепло от батарейки; одежда-хамелеон и адаптивный камуфляж, которые за счет термокраски меняют цвет по желанию пользователя.
«В зарубежных аналогах используются технологии дополнения нитей токопроводящими элементами. Они имеют ряд недостатков: углеродные волокна хрупкие и легко деформируются, а вплетение металлизированных нитей утяжеляет конструкцию. Мы же изменили фундаментальный подход и создали ткань, которая сама по себе является электропроводящей», – говорит доцент кафедры инженерного материаловедения и метрологии СпбГУПТД Ольга Москалюк. Трансформация научной идеи в бизнес-проект стала возможной благодаря Северо-Западному наноцентру ФИОП группы «Роснано», который создал стартап по производству готовых изделий из греющих материалов «АрктикТекс». Сегодня продуктовые решения с электропроводящими тканями стартапа представлены в нескольких сегментах: одежда специального назначения и СИЗ, которые помогут отечественным исследователям в освоении Арктики и Крайнего Севера; туристическая и спортивная экипировка, созданная в коллаборации с российским производителем спортивной одежды «Спортэго»; дизайнерская одежда, изготовленная совместно с российским брендом Farrdi.
Одежда из греющей ткани работает от обычного пауербанка на 5 вольт для телефона и не требует подзарядки в течение нескольких часов. «До комфортной температуры ткань прогревается за сорок секунд, заряда аккумулятора хватает на шесть часов непрерывной работы», – рассказал Андрей Михайлишин, член Федерации альпинизма России, тестировавший куртку из греющего текстиля «АрктикТекс» во время восхождения на Эльбрус. Результатом успешной кооперации ученых СПбГУПТД и Северо-Западного наноцентра стал стратегический проект «Центр трансфера технологий Fashion Tech», который реализует университет в рамках программы «Приоритет-2030». Центр занимается поддержкой студенческих научных сатрапов в области «умной» одежды и «интеллектуального» текстиля. В стадии обсуждения находится еще один совместный проект университета и наноцентра – создание дизайн-центра «SmarTex Prototyping Lab», который будет направлен на прототипирование и разработку продуктовых решений из «интеллектуальных» текстильных материалов.
Ученые проводят исследования не только по колорированию, но и по специальной отделке текстиля, а также синтеза новых отделочных веществ для этой отделки. К современному текстилю предъявляются высокие требования: одежда должна быть умной, то есть изменять свойства под воздействием окружающей среды. Например, самоочищаться без стирки. Ученые работают над упрощением процесса окрашивания. Умные ткани представляют собой синтез технологий производства и программных решений. На данный момент актуален вопрос разработки нитей и волокон, из которых делают текстиль.
Не только одежда
На протяжении последних 10 лет в мире активно развиваются технологии для гибкой электроники. Различные технологические корпорации уже работают над смартфонами, которые можно согнуть в два раза, или телевизорами-рулонами, не теряющими свои свойства даже после того, как их буквально свернут в трубочку. Например, в 2021 году китайская компания OPPO представила концепцию смартфона с экраном-рулоном OPPO X 2021. Работают в области гибкой электроники и российские ученые. В частности, в ИТМО пять лет назад была создана лаборатория гибкой электроники и тонкопленочной фотовольтаики (FlexLab).
По словам руководителя инжинирингового центра ИТМО Виктории Желтовой, сотрудники лаборатории занимаются как изучением и разработкой материалов для гибкой электроники и фотовольтаики, так и апробацией этих технологий и созданием прототипов реально работающих устройств. Например, специалисты трудятся над фотодетекторными материалами, чернилами для различных дисплеев, сенсорными слоями для температурного мониторинга, а именно — разрабатывают составы для таких материалов, способы их нанесения и измерения. Также в последнее время в лаборатории активно занимаются тематикой сенсоров изображений. Среди потенциальных применений таких устройств ― датчики отпечатков пальцев и рентгеновские детекторы. Причем область использования последних широка: рентгеновский контроль изделий применяют в различных отраслях промышленности — в авиации, моторостроении, судостроении, атомном энергостроении, трубной промышленности и при строительстве и эксплуатации трубопроводов.