一种能对热和电作出反应的新型变色、变形织物

一种能对热和电作出反应的新型变色、变形织物

想象一下,在冬天寒冷的街道上行走之前穿上一件可以主动保暖的外套,或者在玩 VR 视频游戏时戴上可以模拟感觉并改变形状的可穿戴手套。这两种配件比以往任何时候都更接近现实,并且可以使用同一种首创的智能材料制造。

这种新面料由滑铁卢大学的研究人员设计,并在最近发表在《纳米微小型》杂志上的一篇论文中进行了详细介绍,被称为世界上第一种能够对两种外部影响(在本例中是热和电)做出反应的刺激响应材料 (SRM)。这样一来,这种新型 SMP 不仅可以改变颜色和形状,而且在刺激消除后还可以恢复到原来的形状。观看下面的视频,了解这种材料的实际作用:

为了实现这一突破,研究人员采用了一种类似于传统织机的设备来制造一种由薄的、交织的再生塑料聚合物和不锈钢线组成的织物。与之前的类似材料相比,这种新织物通过较低的电压激活,因此更便宜、更节能。根据研究人员的论文,较低的电压最终可以使这种材料集成到更小、更便携的设备中,如生物医学工具和环境传感器。

由于其方便和简单,温度敏感性是研究形状和颜色变化智能材料时最常用的刺激之一。然而,正如该团队在论文中解释的那样,精确的刺激通常极其困难。因此,让他们的新 SRM 对电有反应,可以通过远程控制实现更局部的响应。

[相关:这种充电电池是用来吃的。]

为了使新面料具有变色能力,在导电不锈钢丝旁边编织了额外的含有热致变色微胶囊 (TMC) 的线。加热后,TMC 的外壳会变得半透明,露出内部颜色。冷却后,外壳会再次变得不透明,从而恢复其原始的外部色调。

研究人员在研究结果中表示:“上述特性使这种织物成为可穿戴设备、纺织品、传感、防伪、人体矫形设备领域和仿生应用的杰出候选者。”为了展示后者的潜力,该团队甚至通过让智能织物受热和充电,构建出了一种可爱的蜻蜓形状。

图片来源:滑铁卢大学

化学工程教授、论文合著者米拉德·卡姆卡 (Milad Kamkar) 表示:“通过感知和对温度等环境刺激做出反应的能力,这证明了我们的新材料可以与环境互动,在不破坏生态系统的情况下监测生态系统。”

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