开发加热时会改变形状的织物

phys.org
2023-03-20 11:42:03

  阿尔托大学开发的新型纺织品在受热时会改变形状,为设计师提供了广泛的新选择。除了提供可调节的美学效果外,响应式智能织物还可以帮助监测人们的健康状况、改善隔热性能,并为管理室内声学和室内设计提供新工具。

  新面料将旧技术和新方法结合在一起。液晶弹性体 (LCE) 是在 1980 年代开发的。LCEs 是一种智能材料,可以对热、光或其他刺激作出反应,它们已被用作软机器人的薄膜。虽然 LCEs 已经被制成纤维,但到目前为止它们还没有被制成纺织品。

  与剑桥大学的研究人员合作,由 Jaana Vapaavuori 教授领导的阿尔托多功能材料设计研究小组的团队现在已经使用 LCE 纱线使用传统的纺织工艺技术制造机织织物,并测试了织物的性能。研究结果发表在Advanced Materials上。

  该团队将 LCE 纱线编织成不同图案,制成平纹织物、缎纹织物、斜纹织物和纬罗纹织物。他们使用柔软或坚硬的 LCE 纱线为每种图案制作了两个版本,然后他们测试了不同的织物对红外灯的热量的反应。

  所有 LCE 织物在升温时都会收缩,尽管确切的反应因图案而异。这些变化是可逆的——当温度下降时,图案会恢复到原来的形状。

  “起初,我们并不清楚将工业纺织技术与这些新材料结合使用的影响。这两种 LCE 纱线的弹性与氨纶相当,甚至更柔软。这意味着必须了解纺织工业可以使用这些纱线,以及与传统纱线的结合将如何影响它们的运动,”领导这项研究的阿尔托博士后研究员佩德罗席尔瓦说。

  接下来,该团队将 LCE 纱线与亚麻和尼龙以放射状图案结合在一起,编织出一个圆圈,该圆圈在加热时会自动升起成圆锥体。加热图案会导致 LCE纱线收缩,将布料向上拉成锥形。当它冷却时,锥体松弛成一个扁平的圆圈。

  这一概念验证使智能、反应性纺织品更接近现实。“从这个项目的第一天起,我们就接受了与两个研究所不同学科的专家合作的挑战。这项研究取得了成功,并从这种多学科性中受益匪浅,现在结果已经公开。我们希望我们的工作能够引发新的方法考虑到明天的材料,”Aalto 博士 Maija Vaara 说。制作编织物和鞋带的学生。

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