Tin KHCN nước ngoài
Sợi thay đổi hình dạng khi phản ứng với nhiệt tạo ra vải biến hình có gì đặc biệt? (28/10/2023)
-   +   A-   A+   In  
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra loại sợi giá rẻ có khả năng co lại khi gặp nhiệt và lấy lại hình dạng khi loại bỏ nhiệt. Tương thích với máy móc sản xuất dệt may hiện có và không phụ thuộc vào cảm biến hoặc phần cứng khác, sợi thay đổi hình dạng có thể có vô số ứng dụng.

Trong một thời gian, các nhà nghiên cứu đã nỗ lực tạo ra các loại sợi thay đổi hình dạng có thể tích hợp vào vật liệu dệt để sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ giữ ấm cho con người đến lót máy bay. Nhưng nhiều loại yêu cầu phần cứng khiến nó không thể sử dụng được ngoài môi trường phòng thí nghiệm.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại MIT và Đại học Đông Bắc đã phát triển một loại sợi dẫn động chi phí thấp có tên FibeRobo, có thể thay đổi hình dạng theo nhiệt độ và tương thích với máy móc sản xuất dệt may hiện có, nghĩa là nó có tiềm năng được sử dụng trong thế giới thực.

Jack Forman, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi sử dụng hàng dệt may cho mọi thứ. Chúng tôi chế tạo máy bay bằng vật liệu tổng hợp được gia cố bằng sợi, phủ Trạm vũ trụ quốc tế bằng vải chống bức xạ, sử dụng chúng để thể hiện cá nhân và mặc trang phục biểu diễn. Phần lớn môi trường của chúng ta có khả năng thích ứng và phản ứng nhanh, nhưng có một thứ cần phải thích ứng và phản ứng nhanh nhất là dệt may thì lại hoàn toàn trơ".

FibeRobo có thể được sản xuất với chi phí thấp và sử dụng với công nghệ hiện có để tạo ra hàng dệt may thay đổi hình dạng.

Để tạo ra loại sợi có thể hoạt động âm thầm và thay đổi hình dạng đồng thời tương thích với quy trình sản xuất dệt may thông thường, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng chất đàn hồi tinh thể lỏng (LCE). Tinh thể lỏng là một chuỗi phân tử có thể chảy như chất lỏng nhưng khi chúng được phép lắng xuống, chúng sẽ xếp thành một trật tự tinh thể.

Họ đã kết hợp các cấu trúc tinh thể này vào một mạng lưới chất đàn hồi co giãn. Khi nhiệt được truyền vào LCE, tinh thể sẽ mất trật tự và kéo chất đàn hồi lại với nhau, làm cho sợi co lại. Khi nhiệt được loại bỏ, các phân tử trở lại vị trí ban đầu.

Sợi được tạo ra bằng cách ép từ từ nhựa LCE đã được nung nóng qua vòi phun trong khi xử lý nó bằng tia UV. Ánh sáng phải vừa phải. Ánh sáng yếu làm cho vật liệu tách ra và nhỏ giọt; quá sáng khiến nó bị vón cục. Sau đó, sợi được nhúng vào dầu để tạo một lớp phủ trơn và xử lý lại bằng tia UV mạnh, tạo ra sợi chắc, mịn. Cuối cùng, nó được gom vào một ống cuộn trên cùng và nhúng vào bột để có thể dễ dàng trượt vào máy sản xuất dệt may.

Từ quá trình tổng hợp hóa học đến cuộn thành phẩm mất khoảng một ngày và tạo ra khoảng một km (0,6 dặm) sợi xơ sẵn sàng để sử dụng. Loại sợi mà các nhà nghiên cứu đặt tên là FibeRobo, có thể được sản xuất với giá 20 cent/mét (3,3 ft), rẻ hơn khoảng 60 lần so với loại sợi thay đổi hình dạng có sẵn trên thị trường. Nó có thể co lại tới 40% mà không bị uốn cong, mặc dù phiên bản an toàn cho da co lại lên tới khoảng 25%.

Sợi có thể được đưa vào máy may và máy dệt kim công nghiệp, máy dệt thủ công phi công nghiệp cũng như được móc mà không cần bất kỳ sửa đổi quy trình nào. Để kiểm tra khả năng của FibeRobo, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy dệt kim công nghiệp để tạo ra chiếc áo khoác nén cho chú chó của Forman có thể “ôm” thú cưng bằng tín hiệu Bluetooth từ điện thoại thông minh. Họ cũng sử dụng nó để tạo ra chiếc áo lót thể thao thêu thích ứng, có khả năng thắt chặt khi người dùng bắt đầu tập thể dục.

Các nhà nghiên cứu có kế hoạch làm cho các thành phần hóa học của FibeRobo có thể tái chế hoặc phân hủy sinh học và hợp lý hóa quy trình tổng hợp polyme để người dùng không có chuyên môn trong phòng thí nghiệm có thể tự tạo ra nó.

Nguồn: vietQ.vn

Số lượt đọc: 541

Về trang trước Về đầu trang