Top.Mail.Ru
СБЕР Про | Медиа
Очень «умная» одежда. Какие инновации внедряет легпром
  • Промышленность

Очень «умная» одежда. Какие инновации внедряет легпром

  • 8 мин
  • 1 466

Глобальные технологические тренды последнего времени не обошли стороной лёгкую промышленность. Появляющиеся инновации и меняющиеся ожидания клиентов требуют внедрения новых бизнес-моделей и организационных принципов. Растёт спрос на повышение эффективности и прозрачности цепи поставок со стороны всех участников процесса. Отрасль движется в сторону последовательной автоматизации производственных и логистических процессов, а тенденция к устойчивому развитию усиливает её вертикальную интеграцию.

Рыночные доли традиционных игроков постепенно размываются компаниями из других сфер, предлагающими новые интересные решения. Всё идёт к тому, что название бренда будет иметь всё меньше значения для привлечения и удержания потребителей, уверены некоторые специалисты в области инновационного менеджмента. Актуальный тренд заключается скорее в распознавании и удовлетворении индивидуальных потребностей клиента с помощью работы с данными. Более того, современные производственные технологии (к примеру, 3D-печать) позволяют изготавливать некоторые виды продукции даже в домашних условиях.

Грибная кожа

Сырьё для кожевенной промышленности бывает натурального и искусственного происхождения. Кожа животных — побочный продукт животноводства, а синтетическая кожа производится из сырья, получаемого на химических предприятиях. Сегодня прогресс зашёл настолько далеко, что в игру вступают заменители кожи, сделанные из грибов: они углеродно-нейтральны и быстро разлагаются по истечению срока службы.

Производится грибная кожа путём переработки отходов сельского и лесного хозяйства (например, опилок). Они служат удобрением для роста мицелия — вегетативного тела грибов, чем-то похожего на корни растений. Спустя несколько недель после удобрения накопившаяся биомасса собирается и проходит физическую и химическую обработку. Получившиеся листы грибковой биомассы выглядят как кожа и обладают сопоставимыми свойствами, в том числе тактильными.

Отдельные биотехнологические компании уже готовятся вывести на рынок материалы, полученные из грибов. Такие материалы содержат полностью биоразлагаемый хитин (который действует как стабилизатор) и другие полисахариды. Международная группа под руководством химиков-материаловедов из Венского университета отмечает значительный потенциал тканей из грибов. Более того, специалисты уже провели ряд научных экспериментов с использованием грибковых пород, таких как шампиньон двуспоровый (A. bisporus) и дедалеопсис обыкновенный (D. confragosa), чтобы выяснить их пригодность для производства бумаги и пенообразных строительных материалов.

Грибное сырьё представляет собой экономичную и экологически безопасную альтернативу натуральной и синтетической коже, заключают учёные. Они добавляют, что технология может заинтересовать компании, заботящиеся об устойчивом развитии, а также вегетарианское/веганское сообщество.

Грубый, но чувствительный

Если от текстильных изделий будущего требуется максимальная износостойкость, то и материалы для их производства должны быть сверхэластичными. Исследователи из Гарвардского университета разработали сверхчувствительный тензометрический датчик, который можно вшить в одежду или установить в мягкую роботизированную систему. Сфера его применения практически безгранична, начиная со спортивной экипировки и заканчивая клинической диагностикой нейродегенеративных заболеваний.

Существующие датчики мягкой деформации обладают высокой чувствительностью и зеркально высокой хрупкостью. В поисках баланса между этими двумя свойствами инженеры создали конструкцию, очень похожую на слинки. «Слинки — это цилиндр из твёрдого металла, но если уложить его в спиральную форму, он становится растяжимым. Мы сделали что-то похожее: взяли углеродное волокно и отформовали его таким образом, чтобы материал стал растяжимым», — делится подробностями один из разработчиков. Форма называется змеевиком, потому что её контуры напоминают извивающуюся змею.

В отличие от современных высокочувствительных сенсоров, в которых используются экзотические материалы наподобие кремния или золотой нанопроволоки, гарвардский сенсор не требует специальных технологий производства и может быть изготовлен из любого проводящего материала. Исследователи проверили прочность датчика, ударив его молотком, переехав автомобилем и порезав скальпелем; кроме того, он пережил десять стирок. Изобретение сохранило свою функциональность в полном объёме. Чтобы протестировать чувствительность, учёные вшили датчик в рукав неназванного предмета гардероба и попросили его владельца сделать различные жесты рукой: кулаком, открытой ладонью и двумя пальцами. Датчик обнаружил активность мышц предплечья испытуемого через ткань, а алгоритм машинного обучения успешно классифицировал жесты.

Сочетание высокой чувствительности и отказоустойчивости (система продолжает полноценно работать даже при выходе из строя отдельных компонентов) является очевидным преимуществом данного типа датчиков, подчёркивают авторы проекта. Но ещё одним аспектом, отличающим эту технологию, является низкая стоимость комплектующих и сборки. По мысли разработчиков, это должно устранить барьеры, препятствующие распространению прорывной технологии в лёгкой и других отраслях промышленности.

Что мне снег, что мне зной

Электронная одежда, поддерживающая комфортную температуру, медицинские ткани, отслеживающие состояние раны и доставляющие к ней лекарственные средства, и другие подобные вещи стали ближе благодаря труду сотрудников Университета штата Орегон. Их изобретение задействует струйную печать и материалы с кристаллической структурой, обнаруженные почти 200 лет назад. Оно позволяет наносить элементы электрической цепи — с высокой точностью и при низких температурах — непосредственно на ткань. Получилось готовое решение для достижения долгосрочного компромисса между производительностью и стоимостью производства.

«Много усилий было затрачено на попытки интегрировать датчики, дисплеи и источники питания в различные ткани для создания „умной“ одежды. Главное препятствие заключается в том, что работать с тканью, поверхность которой одновременно пористая и неоднородная, утомительно и дорого: процесс требует большого количества тепла и энергии, его трудно масштабировать. Прикрепить компонент к твёрдой подложке и вшить эту подложку в ткань — неэффективно. Во-первых, это ограничивает гибкость и износостойкость ткани. Во-вторых, это требует существенного изменения производственных циклов», — говорят специалисты.

Учёным удалось синтезировать стабильные печатные чернила, которые при термической обработке превращаются в пленку с кристаллической решёткой — перовскит. Материалы с перовскитовой структурой, состоящие из металла и галогена, являются полупроводниками, то есть неотъемлемыми компонентами большинства электрических цепей. Благодаря перовскитовой плёнке команда смогла напечатать термистор с отрицательным температурным коэффициентом непосредственно на тканом полиэстере при температуре 120 °C — всего на 20 °C выше точки кипения воды.

Почему это важно? Резистор контролирует количество тока, поступающего в цепь. Изменение сопротивления из-за колебаний температуры плохо для обычного резистора. Сопротивление термистора с отрицательным температурным коэффициентом понижается при повышении температуры, что делает эти устройства пригодными для использования практически в любом типе оборудования, где необходимо точное измерение и контроль температуры. Помимо увеличенного расхода энергии, печать при высоких температурах создаёт проблемы совместимости со многими тканями. Простота и масштабируемость технологии гарантируют ей широкое применение в производстве «умных» текстильных изделий, уверены изобретатели.

Мода на носимые устройства делает одежду «умной»

Вектор развития лёгкой промышленности сейчас таков, что появление новых решений в разных высокотехнологичных сферах (нанотехнологии, биосенсорах, химпроме, микроэлектронике) приводит к ускорению динамики роста мирового рынка «умной» одежды. Возможности инновационного текстиля, расширяющего общую полезность и функциональные возможности обычных тканей, огромны.

Весьма вероятно, что последние достижения лёгкой промышленности найдут применение в других отраслях, и больше компаний начнут конкурировать за покупателей. Растущий интерес со стороны производственного сектора будет способствовать дальнейшему прогрессу «умного» текстиля и увеличению инвестиций в R&D.

Одним из основных драйверов роста для сегмента «умной» одежды станет сектор носимых устройств, говорится в отчёте Transparency Market Research. Аналитики прогнозируют, что в ближайшие несколько лет значительно возрастёт популярность портативных приборов, фиксирующих важные для здоровья показатели. По мере укрепления тренда на здоровый образ жизни носимая электроника будет совершенствоваться и в конце концов станет интегральной частью повседневной одежды, в первую очередь спортивной.

Эта статья была вам полезна?

Читайте ещё