Textilie s vlastnostmi na přání
Inteligentní textilie ve formě 3D tištěné řetězené struktury (podle historické drátěné košile) může střídat flexibilitu a tuhost dle potřeby. Mohla by být použita pro neprůstřelné vesty nebo ochranné exoskelety pro rizikové činnosti.
Vědci z technologické univerzity Nanyang (NTU) v Singapuru a Kalifornského technologického institutu (Caltech) vytvořili 3D tkaninu z navzájem propojených nylonových prvků, o které informovali ve studii „Strukturované textilie s laditelnými mechanickými vlastnostmi“, publikované v časopise Nature.
Povedlo se jim vytisknout pružnou 3D tkaninu, která může řízeně ztuhnout. Výsledný produkt, klasifikovaný jako nositelná strukturální tkanina, by mohl připravit cestu pro materiály nové generace, schopné se vytvrzovat, aby chránily před nárazy nebo splňovaly další požadavky na nosnost a odolnost.
Vědci, jimž byla inspirací historická drátěná košile, zkoumali strukturované částice ve tvaru prstenců, oválů, čtverců, pyramid a dalších tvarů, které mohly být vzájemně propojeny. Tyto struktury pak byly vytvořeny pomocí 3D tisku jako jeden kus, aby vznikla látka ve formě řetězové struktury s nízkou hustotou a vysokou tuhostí v tahu. Cílem bylo vyrobit materiály, které dokážou „na povel“ změnit tuhost a vytvořit tkaninu fungující kontrolovatelným způsobem od měkké a skládací po tuhou a nosnou. Výsledná „látka“ se skládá z 3D tištěných dutých polymerních oktagonů (tvaru s osmi trojúhelníkovými stranami), které se navzájem prolínají.
Ke zjištění optimální rovnováhy mezi hmotností a pružností modelovali vědci počet průměrných kontaktních bodů na částici a zkoumali ohebnost každé struktury v reakci na aplikované napětí. Aby mohli kontrolovat tuhost látky, zapouzdřili ji do pružného plastového obalu a zhutnili pomocí vakua. Každá částice tak má větší kontakt se sousední a výsledná struktura je 25krát pevnější než její „měkká“ forma.
Nyní se vědci snaží replikovat strukturovanou tkaninu pomocí různých kovů a zkoumat další způsoby posílení, např. magnetizmem, elektřinou nebo teplotou, aby zvýšili tuhost a pevnost materiálu, který by mohl být použit pro průmyslové aplikace většího rozsahu vyžadující vyšší nosnost, jako jsou např. mosty.
Jan Kryštof
Foto: NTU
116
.gif)
