Sợi dẫn động giá rẻ FibeRobo ra đời, có thể phản ứng với nhiệt và được sử dụng để sản xuất vải biến dạng

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại sợi giá rẻ có thể co lại khi đun nóng và sau đó lấy lại hình dạng khi nhiệt tiêu tan. Sợi có thể biến dạng tương thích với máy dệt hiện có và không phụ thuộc vào cảm biến hoặc phần cứng khác, vì vậy nó có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. Các nhà nghiên cứu đã làm việc một thời gian để tạo ra các loại sợi có thể biến dạng có thể được tích hợp vào vật liệu dệt, có thể được sử dụng cho nhiều mục đích từ giữ ấm đến đệm máy bay. Nhưng nhiều loại sợi đòi hỏi phải có phần cứng nên không thể sử dụng bên ngoài phòng thí nghiệm.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại MIT và Đại học Đông Bắc đã phát triển một loại sợi truyền động chi phí thấp có tên là FibeRobo, có thể thay đổi hình dạng theo sự thay đổi nhiệt độ và tương thích với máy móc sản xuất dệt may hiện có, nghĩa là nó có tiềm năng ứng dụng trong thế giới thực.

Jack Forman, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Chúng tôi sử dụng hàng dệt may cho mọi thứ. Chúng tôi chế tạo máy bay bằng vật liệu tổng hợp được gia cố bằng sợi, chúng tôi phủ Trạm vũ trụ quốc tế bằng vải chống bức xạ, chúng tôi sử dụng chúng để thể hiện phong cách cá nhân và trang phục biểu diễn. Có rất nhiều thứ trong môi trường của chúng ta. Tất cả đều có khả năng thích ứng và đáp ứng, nhưng những thứ cần phải thích ứng và đáp ứng nhiều nhất - hàng dệt may - lại hoàn toàn trơ. "

Để tạo ra loại sợi có thể hoạt động và thay đổi hình dạng một cách âm thầm đồng thời tương thích với các quy trình sản xuất dệt may thông thường, các nhà nghiên cứu đã tìm đến chất đàn hồi tinh thể lỏng (LCE). Tinh thể lỏng là một chuỗi các phân tử có thể chảy như chất lỏng, nhưng khi chúng được phép lắng xuống, chúng sẽ tập hợp thành một dạng tinh thể.

Họ đã tích hợp các cấu trúc tinh thể này vào một mạng lưới chất đàn hồi có thể co giãn. Khi nhiệt được áp dụng cho LCE, các tinh thể mất liên kết và kéo chất đàn hồi lại với nhau, khiến các sợi co lại. Khi nhiệt được loại bỏ, các phân tử trở lại vị trí ban đầu.

Nhựa LCE được nung nóng được ép đùn từ từ qua vòi phun và xử lý bằng tia cực tím để tạo thành sợi. Ánh sáng phải vừa phải. Quá ít ánh sáng có thể khiến vật liệu bị tách rời và nhỏ giọt; quá nhiều ánh sáng có thể làm cho vật liệu bị vón cục. Sau đó, các sợi được nhúng vào dầu để tạo cho chúng một lớp phủ mịn và xử lý lại bằng tia UV mạnh để tạo ra các sợi chắc, mịn. Cuối cùng, các sợi được thu vào một ống cuộn ở phía trên và nhúng vào bột để có thể dễ dàng đưa vào máy sản xuất dệt.

"Chúng tôi có thể xoay rất nhiều nút bấm," Forman nói. "Phải mất rất nhiều công sức để phát triển quy trình này từ đầu, nhưng cuối cùng nó mang lại cho chúng tôi rất nhiều sự tự do trong việc sản xuất sợi".

Toàn bộ quá trình, từ tổng hợp hóa học đến cuộn thành phẩm, mất khoảng một ngày và tạo ra khoảng một km (0,6 dặm) sợi xơ sẵn sàng để sử dụng. Loại sợi mà các nhà nghiên cứu đặt tên là FibeRobo, có giá sản xuất là 20 xu mỗi mét (3,3 feet), rẻ hơn khoảng 60 lần so với các loại sợi thay đổi hình dạng có sẵn trên thị trường. Nó có thể co lại 40% mà không cần uốn cong, nhưng phiên bản an toàn cho da chỉ co lại 25%.