Koncept chytrých interaktivních textilií

V konceptu inteligentních interaktivních textilií je kromě inteligence dalším významným prvkem schopnost interakce. Technologický vývoj interaktivních textilií, jakožto technologický předchůdce inteligentních interaktivních textilií, k nim také významně přispěl.

Interaktivní režim inteligentních interaktivních textilií se obvykle dělí na pasivní interakci a aktivní interakci. Inteligentní textilie s pasivními interaktivními funkcemi obvykle dokáží pouze vnímat změny nebo podněty ve vnějším prostředí a nemohou poskytovat efektivní zpětnou vazbu; inteligentní textilie s aktivními interaktivními funkcemi dokáží na tyto změny včas reagovat a zároveň vnímat změny ve vnějším prostředí.

Dopad nových materiálů a nových technologií přípravy na chytré interaktivní textilie

1. Metalizované vlákno – první volba v oblasti inteligentních interaktivních tkanin

Pokovené vlákno je druh funkčního vlákna, které v posledních letech přitahuje velkou pozornost. Díky svým jedinečným antibakteriálním, antistatickým, sterilizačním a deodorizačním vlastnostem se široce používá v oblasti osobního oblečení, lékařství, sportu, bytového textilu a speciálního oblečení.

Přestože kovové tkaniny s určitými fyzikálními vlastnostmi nelze nazvat inteligentními interaktivními tkaninami, lze kovové tkaniny použít jako nosič elektronických obvodů a mohou se také stát součástí elektronických obvodů, a proto se stávají preferovaným materiálem pro interaktivní tkaniny.

2. Dopad nové technologie přípravy na inteligentní interaktivní textilie

Stávající inteligentní interaktivní proces přípravy textilií využívá hlavně galvanické pokovování a bezproudové pokovování. Protože inteligentní tkaniny mají mnoho nosných funkcí a vyžadují vysokou spolehlivost, je obtížné získat silnější povlaky pomocí technologie vakuového pokovování. Vzhledem k tomu, že neexistuje lepší technologická inovace, je použití inteligentních materiálů omezeno technologií fyzikálního pokovování. Kombinace galvanického pokovování a bezproudového pokovování se stala kompromisním řešením tohoto problému. Obecně platí, že při přípravě tkanin s vodivými vlastnostmi se k tkaní tkaniny nejprve používají vodivá vlákna vyrobená bezproudovým pokovováním. Povlak tkaniny připravený touto technologií je rovnoměrnější než povlak tkaniny získaný přímo pomocí technologie galvanického pokovování. Kromě toho lze vodivá vlákna smíchat s běžnými vlákny v poměru ke snížení nákladů na základě zajištění funkcí.

V současné době je největším problémem technologie pokovování vláken pevnost spoje a pevnost povlaku. V praktických aplikacích musí tkanina podléhat různým podmínkám, jako je praní, skládání, hnětení atd. Proto je nutné vodivé vlákno testovat na trvanlivost, což také klade vyšší požadavky na proces přípravy a přilnavost povlaku. Pokud kvalita povlaku není dobrá, při skutečné aplikaci praská a odpadá. To klade velmi vysoké požadavky na aplikaci technologie galvanického pokovování na vláknité tkaniny.

V posledních letech technologie mikroelektronického tisku postupně prokázala technické výhody ve vývoji inteligentních interaktivních tkanin. Tato technologie umožňuje pomocí tiskového zařízení přesně nanášet vodivý inkoust na substrát, a tím vyrábět vysoce přizpůsobitelné elektronické produkty na vyžádání. Přestože mikroelektronický tisk umožňuje rychle prototypovat elektronické produkty s různými funkcemi na různých substrátech a má potenciál pro krátký výrobní cyklus a vysokou míru přizpůsobení, náklady na tuto technologii jsou v této fázi stále relativně vysoké.

Technologie vodivých hydrogelů navíc ukazuje své jedinečné výhody při přípravě inteligentních interaktivních tkanin. Kombinací vodivosti a flexibility mohou vodivé hydrogely napodobovat mechanické a senzorické funkce lidské kůže. V posledních několika desetiletích přitahují velkou pozornost v oblasti nositelných zařízení, implantabilních biosenzorů a umělé kůže. Díky tvorbě vodivé sítě má hydrogel rychlý přenos elektronů a silné mechanické vlastnosti. Jako vodivý polymer s nastavitelnou vodivostí lze polyanilin používat jako dopanty kyselinu fytovou a polyelektrolyt k výrobě různých typů vodivých hydrogelů. Navzdory jeho uspokojivé elektrické vodivosti relativně slabá a křehká síť výrazně brání jeho praktickému využití. Proto je třeba jej dále rozvíjet v praktických aplikacích.

Inteligentní interaktivní textilie vyvinuté na základě nové materiálové technologie

Textilie s tvarovou pamětí

Textilie s tvarovou pamětí zavádějí do textilií materiály s funkcemi tvarové paměti prostřednictvím tkaní a konečné úpravy, takže textilie mají vlastnosti tvarové paměti. Produkt může být stejný jako paměťový kov, po jakékoli deformaci se může po dosažení určitých podmínek upravit do původního tvaru.

Textilie s tvarovou pamětí zahrnují především bavlnu, hedvábí, vlněné tkaniny a hydrogelové tkaniny. Textilie s tvarovou pamětí vyvinutá Hongkongskou polytechnickou univerzitou je vyrobena z bavlny a lnu, po zahřátí se rychle vrací do hladka a pevna, má dobrou absorpci vlhkosti, po dlouhodobém používání nemění barvu a je chemicky odolná.

Výrobky s funkčními požadavky, jako je izolace, tepelná odolnost, propustnost vlhkosti, propustnost vzduchu a odolnost proti nárazu, jsou hlavními aplikačními platformami pro textilie s tvarovou pamětí. Zároveň se v oblasti módního spotřebního zboží materiály s tvarovou pamětí staly vynikajícími materiály pro vyjádření designového jazyka v rukou designérů a dodávají výrobkům jedinečnější expresivní efekty.

Elektronické inteligentní informační textilie

Implantací flexibilních mikroelektronických součástek a senzorů do tkaniny je možné připravit textilie s inteligentními elektronickými informacemi. Auburn University ve Spojených státech vyvinula vláknitý produkt, který dokáže vyzařovat změny odrazu tepla a reverzibilní optické změny vyvolané světlem. Tento materiál má velké technické výhody v oblasti výroby flexibilních displejů a dalších zařízení. V posledních letech, kdy technologické společnosti zabývající se především produkty mobilních technologií projevily velkou poptávku po technologii flexibilních displejů, se výzkumu technologie flexibilních textilních displejů dostalo větší pozornosti a dynamiky rozvoje.

Modulární technické textilie

Integrace elektronických součástek do textilií pomocí modulární technologie pro přípravu tkanin je v současnosti technologicky optimálním řešením pro realizaci textilní inteligence. Prostřednictvím projektu „Project Jacquard“ se Google zavázal k realizaci modulární aplikace chytrých tkanin. V současné době spolupracuje se značkami Levi's, Saint Laurent, Adidas a dalšími na uvedení řady chytrých tkanin na trh pro různé skupiny spotřebitelů.

Energický rozvoj inteligentních interaktivních textilií je neoddělitelný od neustálého vývoje nových materiálů a perfektní spolupráce různých podpůrných procesů. Díky klesajícím nákladům na různé nové materiály na dnešním trhu a vyspělosti výrobních technologií budou v budoucnu vyzkoušeny a implementovány další odvážné nápady, které poskytnou novou inspiraci a směr pro inteligentní textilní průmysl.