Инженеры Гарварда создали трикотаж, меняющий форму и фиксирующий её
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи Гарвардской школы инженерных и прикладных наук создали машинный трикотаж, способный переключаться между несколькими устойчивыми формами. Работа, возглавляемая Каусальей Махадеван, опубликована в журнале Advanced Functional Materials. Разработка демонстрирует программируемые ткани, способные реагировать на движение и работать как переключатели.
Ключевые факты
- Исследование возглавила Каусалья Махадеван, недавняя выпускница докторантуры и постдокторант в лаборатории Кати Бертольди в Гарвардской школе инженерных и прикладных наук.
- Результаты опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
- Команда использовала поперечное вязание — тот же промышленный метод, что применяется для шапок и перчаток, — чтобы создать сложные изогнутые структуры только из пряжи.
- Ткани достигают мультистабильности за счёт сочетания высокоэластичной пряжи и метода вязания под названием плакирование, при котором разные нити располагаются на противоположных сторонах полотна.
- Исследователи смоделировали поведение ткани при перещёлкивании, рассматривая каждое полотно как сплошной материал, а не моделируя отдельные нити.
Мультистабильный трикотаж
Гарвардская команда разработала машинный трикотаж, способный перещёлкиваться из одной устойчивой формы в другую — свойство, которое физики называют мультистабильностью. Ткани были созданы методом поперечного вязания — промышленным способом, обычно используемым для производства шапок и перчаток. Располагая горизонтальные и вертикальные полосы в систематических комбинациях, исследователи получили текстиль, который может переключаться между разными конфигурациями и оставаться устойчивым в каждой из них. Поведение при перещёлкивании аналогично выключателю света, который остаётся либо включённым, либо выключенным.
Материалы и механизм
Команда выбрала высокоэластичную пряжу и использовала метод вязания под названием плакирование, при котором разные нити располагаются на противоположных сторонах полотна. Такое сочетание позволило получить плотные толстые ткани, которые естественным образом скручиваются в трёхмерные формы. Эффект основан на том же базовом поведении, из-за которого нижний край разрезанной футболки закручивается вверх. Изучив, как геометрия ткани и свойства материала влияют на поведение при перещёлкивании, команда определила физические условия, позволяющие вязаному текстилю становиться мультистабильным. Они также успешно смоделировали это поведение, рассматривая каждое полотно как сплошной материал, а не пытаясь моделировать каждую отдельную нить.
2 источника
Время · отставание