Сегодня 30 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → нанотехнологии

Учёные напечатали ткань для одежды будущего — она охлаждает тело и вырабатывает электричество

Носимые умные устройства в наши дни предлагаются в довольно концентрированном по объёму виде, но прогресс в сфере нанотехнологий приведёт к тому, что определёнными функциями с точки зрения информационных технологий обзаведётся и наша одежда. Например, учёным из Иллинойского университета удалось разработать печатаемую на 3D-принтере ткань, которая позволяет как эффективно отражать солнечное тепло, так и вырабатывать электричество.

 Источник изображения: Unsplash, Shengpengpeng Cai

Источник изображения: Unsplash, Shengpengpeng Cai

Сотрудникам Инженерного колледжа Грейнджера удалось создать композитный материал на основе оксида циркония, который можно использовать при создании спортивной одежды, помимо прочего. В статичном состоянии нанесённый на текстильную основу материал позволяет отражать до 96 % солнечного излучения, предотвращая нагрев находящихся под одеждой частей тела человека. Он также может эффективно рассеивать и собственное тепло человеческого тела через инфракрасное излучение: до 97 % генерируемого человеком тепла в средней части инфракрасного спектра. Материал позволяет и накапливать генерируемое при движении человека статическое электричество в достаточных для работы небольших датчиков количествах. Запитать с помощью такой одежды сколько-нибудь серьёзные потребители электроэнергии не получится, но получаемые при движении человека в таком одеянии импульсы могут служить сигналом для запуска других процессов. Например, датчики могут сигнализировать об определённой двигательной активности одетого в пижаму человека в ночное время. Эти данные можно применять как для мониторинга качества сна, так и при уходе за малолетними детьми или престарелыми гражданами в качестве альтернативы «радионяне».

 Источник изображения: University of Illinois, Urbana-Champaign

Источник изображения: University of Illinois, Urbana-Champaign

Эксперименты показали, что одежда из такого материала остаётся на 3–6 градусов Цельсия холоднее, чем температура окружающего воздуха. Это довольно существенная разница, поскольку человек в среднем способен ощущать изменения в 1 градус Цельсия в температуре воздушной среды. С точки зрения изготовления новый материал тоже весьма удобен, поскольку его можно наносить на текстильную подложку методом трёхмерной печати. Его способность к генерированию электричества выражается в пиковой плотности энергии 47 мВт/м2, а долговечность определяется более чем 30 000 циклов. Разработчики применили этот материал в составе экспериментального предмета одежды, который оснащался системой подогрева, активируемой по сигналу о начале движения человека, поступающему с указанной «наноткани». Система подогрева питалась от других источников энергии и оснащалась системой управления на платформе Arduino.

Учёные из MIT на коленке освоили 3D-печать для бигфармы и биотеха

Сегодня мало кого удивишь 3D-печатью, но есть в ней ряд областей, для которых необходима запредельная точность печати. Принтеры для таких задач — это штучные изделия, компоненты для которых, например, сопла, производятся в чистых комнатах полупроводниковых заводов. Цена вопроса соответствует и не радует. Это мешает широкому внедрению наиболее технологичных решений, с чем решили разобраться учёные из MIT.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

В своей работе исследователи использовали фотополимерный принтер ценой всего $13 тыс., что для фармацевтических проектов как пыль под ногами. «Мои парни кока-колы в год на миллион долларов выпивают», — как говорил один бухгалтер из компании игроделов. В бигфарме примерно так же, разве что пьют другие напитки. На этой недорогой платформе команда из Массачусетса смогла напечатать сопла для 3D-принтера уровня «чипов», а то и лучше!

Более того, разработанные и напечатанные в фотополимерной смоле трёхосевые микросопла получили возможность настраивать интенсивность подачи и размера капель. Это обеспечило основу для многослойной печати моделей, в данном случае — многокомпонентных химических соединений, жидкие слои которых не смешивались, но чередовались настраиваемым образом. После затвердевания они превращались в многослойные микрочастицы.

Экспериментальное сопло, созданное условно «на коленке», представляло собой массив из 16 сопел на площади около 1 см2. Внутри массива была реализована сложная сеть трёхмерных микроканалов, равномерно подводящих жидкости к каждому соплу. Весь процесс изготовления занял несколько часов, что намного эффективнее и дешевле, чем привлекать ресурсы чистой комнаты.

В команде считают, что предложенное решение обеспечит базу для массового производства микрочастиц с программируемой структурой. Например, можно создать лекарственную микрочастицу, где внешний слой постепенно разрушается в желудке, второй регулирует скорость высвобождения, а ядро доставляет действующее вещество в нужный участок кишечника. Аналогично такие частицы могут применяться в биосенсорах, искусственных клетках для регенерации тканей и самовосстанавливающихся материалах.

Важность работы в том, что 3D-печать позволяет создавать геометрию сопел и не только, которую трудно или невозможно получить в случае классического производства в условиях чистой комнаты. Это сделает свехточную 3D-печать доступной гораздо большему числу лабораторий и производителей. Если метод удастся масштабировать, он может ускорить выпуск сложных лекарственных форм, функциональных микрочастиц и материалов, способных самостоятельно восстанавливать повреждения.

Разработан самовосстанавливающийся материал для космических кораблей будущего

Для находящихся в космическом пространстве летательных аппаратов серьёзную проблему представляют механические повреждения, неизбежно наносимые как объектами природного происхождения, так и фрагментами космического мусора. Под эгидой ESA сейчас создаётся материал, способный самостоятельно восстанавливаться при возникновении микротрещин в процессе эксплуатации.

 Источник изображения: SpaceX

Источник изображения: SpaceX

Для достижения поставленной цели разработчики Европейского космического агентства (ESA) в рамках инициативы Project Cassandra использовали композитный материал HealTech в сочетании с системой датчиков и нагревательных элементов. Технология была опробована на тестовой пластине размерами 40 на 40 см, которая получила необходимое сочетание элементов. Материал HealTech представляет собой углеволокно со встроенным в него восстанавливающим составом, который активируется при нагревании и заполняет собой трещины и небольшие дефекты. За поиск возникающих структурных дефектов отвечают специальные датчики, которые распределены по площади тестовой пластины.

Структурные элементы из углеволокна давно используются при создании космических аппаратов, но в процессе эксплуатации они обретают микротрещины из-за вибрации, механических воздействий и резких перепадов температур. Композитный материал HealTech при нагреве позволяет восстанавливающему веществу заполнять микротрещины и обеспечивать необходимую прочность конструктивного элемента. Для поиска дефектов используется сеть мельчайших датчиков на основе оптоволокна. Нагревательные элементы, расположенные в узлах тончайшей созданной на 3D-принтере сетки, избирательно подогревают место дефекта до температуры от 100 до 140 градусов Цельсия, позволяя автоматически устранить микротрещины.

Команда разработчиков на следующем этапе планирует испытать технологию на целом элементе конструкции типа топливного бака. Участие в проекте принимают швейцарские компании CompPair и CSEM, а также бельгийская Com&Sens. Использование самовосстанавливающихся конструкционных материалов могло бы сократить затраты времени на осмотр и ремонт многоразовых ракет-носителей, а также увеличить срок их службы и сократить период окупаемости. Применение подобных технологий оправдывает себя при создании элементов конструкции космических аппаратов, подвергающихся резким перепадам температур типа тех же топливных баков. Кроме того, использование углеволокна позволяет снизить массу ракет без ущерба для прочности элементов конструкции.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Cloud.ru разместит второй выпуск биржевых облигаций объёмом не менее 10 млрд рублей 2 ч.
Платформа NVIDIA Open Agent Safety Platform обеспечит безопасное использование ИИ-агентов — от тестирования до развёртывания 2 ч.
На OpenAI подали в суд за взлом Hugging Face и игнорирование рисков автономного ИИ 3 ч.
OpenAI бросила вызов Microsoft — ChatGPT получил свой пакет офисных приложений 4 ч.
OpenAI представила GPT‑6.1 Sol — почти как флагманская GPT‑6 Astra в сложных задачах, но в пять раз дешевле 4 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой кампании Call of Duty: Modern Warfare 4, ремастера The Witcher 3: Wild Hunt, Gears of War: E-Day и других новых игр 6 ч.
The Witcher 3: Wild Hunt спустя 11 лет установила новый рекорд популярности в Steam — всё благодаря ремастеру 7 ч.
«Требуем фильм или сериал по Ace Combat»: финал короткометражки Hour Zero по Ace Combat 8: Wings of Theve привёл фанатов в восторг 8 ч.
Firefox получил обновлённый дизайн — более округлый и плавный 9 ч.
Ностальгическое дорожное приключение Keep Driving докатило до консолей и получило поддержку модов в Steam — трейлер с живыми актёрами 9 ч.
Новая статья: Обзор материнской платы MSI Z890 GAMING PLUS WIFI6E: дешевле не значит хуже? 2 ч.
Оператор ЦОД Virtus привлёк рекордные £2,45 млрд на развитие ЦОД в Великобритании и материковой Европе 2 ч.
Дженсен Хуанг уверен в завтрашнем дне — NVIDIA увеличила сумму выкупа акций и планирует повысить дивиденды 2 ч.
Новая статья: Обзор UWQHD VA-монитора DIGMA Overdrive 34A712Q: для ценителей 3 ч.
Снова без изменений: утечка раскрыла дизайн Google Pixel 11a 4 ч.
Honor представила крошечный букридер с 3,68-дюймовым экраном E-Ink — он крепится магнитами на тыл смартфона 6 ч.
Китайский рой из 116 подводных дронов попал в Книгу рекордов Гиннесса 6 ч.
Больше продуктов и меньше менеджеров среднего звена: Тернус собрался перестроить Apple с «упором на инженерию» 7 ч.
Современные автомобили постоянно собирают и куда-то передают данные — больше половины сливают данные рекламщикам 7 ч.
Polaroid представила моментальную ретро-камеру с уникальными аналоговыми эффектами 9 ч.