Поверхностные (1 и 3 с) и поперечные (2 и 4S) изображения из печатного хлопка (1 и 2) и полиэстеров/хлопка (3S и 4S) тканей с пятью растворами (A: 15-1; B: 15-2; C: 18-1; D: 18-2; E: 20-1). Кредит: ACS Omega (2025). Doi: 10.1021/acsomega.4c11367
Представьте себе футболку, которая может контролировать вашу частоту сердечных сокращений или артериальное давление. Или пара носков, которые могут дать отзыв о вашем ходу. Это может быть ближе, чем вы думаете, с новыми исследованиями из Университета штата Вашингтон, демонстрирующим конкретный метод 3D-печать чернил для так называемых умных тканей, которые продолжают хорошо работать после повторных промывших и истирать. Исследование, опубликованное в журнале ACS Omegaпредставляет собой прорыв в комфорте интеллектуального ткани и долговечности, а также использование процесса, который является более экологически чистым.
Ханг Лю, текстильный исследователь в WSU и соответствующий автор статьи, сказал, что основная часть исследований в этой области до сих пор была сосредоточена на создании технологических функций в ткани, без внимания к тому, как ткани могут ощущать, подходить и претерпевать регулярное использование и обслуживание, такие как стирание.
«Используемые материалы или используемая технология, как правило, производят очень жесткие или жесткие ткани», — сказал Лю, доцент кафедры одежды, мерчендайзинга, дизайна и текстиля. «Если вы носите футболку с 3D-печатным материалом, например, для ощущения, вы хотите, чтобы эта рубашка была плотно прилегающей к вашему телу, и была гибкой и мягкой. Если она жесткая, она не будет удобной, а чувствительные производительности будут скомпрометированы».
Начальные методы разработки интеллектуальных носителей включали в себя склеивание, ткачество или функциональные компоненты, такие как проводящие нити или датчики, в ткани. Новые подходы, связанные с печати, показали перспективу, но все еще сталкиваются с проблемами с комфортом и обслуживанием.
Команда Liu использовала технологию 3D -печати прямых чернил для печати решений полибутиленовой сукцинаты — биоразлагаемого полиэстера, который совместим с натуральными волокнами — содержащими углеродные нанотрубки на два типа ткани. Печатные ткани показали превосходную электрическую проводимость, механическую прочность, коэффициент датчика и стабильность при повторных штаммах, а способность раствора проникать и связываться с волокнами придала тканям повышенную промываемость и сопротивление истиранию.
Они проверили печатные ткани на прочность на растяжение, электрическую проводимость, их способность функционировать в качестве датчиков движения и других качеств. Они обнаружили, что ткани продолжали хорошо работать после 20 циклов промывки и сушки, и поверхности не царапали и не трескались после 200 циклов испытаний на истирание или 500 циклов растягивающего циклического тестирования.
Команда также использовала биоразлагаемый, нетоксичный растворитель Cyrene, для обработки, которая является более экологически чистой, чем обычно используемых токсичных растворителей.
Умные ткани являются новой тенденцией, предлагая обещание предметов одежды, которые могут выполнять некоторые из тех же задач, что и умные часы и другие подобные устройства. Технология имеет потенциал для применения в области здравоохранения, для первых респондентов, в армии и для спортсменов.
Исследование было частью докторской диссертации одного из учеников Лю, Зихуи Чжао, который был ведущим автором. Лю работает над различными элементами умных тканей в течение нескольких лет; Она разработала клетчатку с гибкостью хлопка и электрической проводимостью полимера, который мог бы использовать в носимой технологии, как подробно описано в статье, опубликованной в 2023 году.
Самая последняя работа по 3D -печати была сосредоточена на способности тканей чувствовать и контролировать информацию; Разработка функциональных интеллектуальных носителей также потребует технологий передачи источника питания и передачи данных.
«Это только одна часть всей интеллектуальной системы», — сказал Лю.
Больше информации:
Zihui Zhao и др., Гибкие и долговечные прямые проводящие ткани с 3D-печать ACS Omega (2025). Doi: 10.1021/acsomega.4c11367
Информация журнала:
ACS Omega предоставлена Университетом штата Вашингтон
Цитирование: 3-D Printed Smart Fabrics сохраняют гибкость и способность к восприятию после повторных промывок (2025, 13 мая), полученные 14 мая 2025 года из этого документа подлежат авторским праву. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
