Энергия на кончике иглы: развитие «умного текстиля»
Достаточно зайти в торговый центр, чтобы понять, что одежда для современных людей – уже не просто защита от холода и солнца. Это доступный способ самовыражения. Но некоторые прогрессивные ученые увидели в одежде носитель информации, сенсор, батарею и даже врача. «Умный текстиль» – это одежда и материалы, которые могут измерять пульс, подстраиваться под температуру тела, передавать данные на смартфон и даже вырабатывать электричество. Как это работает и какие разработки уже существуют?
Основа «умного текстиля» – это сочетание традиционных тканей с электронными компонентами. Это могут быть тончайшие проводники, нанопроволока, сенсоры, микросхемы или волокна с изменяющейся структурой. Главная задача для изобретателей – сделать их гибкими, незаметными и безопасными при ношении. Материалы должны выдерживать изгибы, стирку, вызывать раздражения кожи и самое главное – не быть источником опасности для человека. В одной из популярных разработок используются волокна с наногенераторами, которые вырабатывают электричество при движении. Другие ткани умеют менять цвет в зависимости от индекса ультрафиолета и температуры тела и окружающей среды. Некоторые образцы способны анализировать пот и фиксировать показатели здоровья.
Один из самых известных стартапов в этой сфере – финский Myontec. Они создают спортивную одежду, которая оснащена сенсорами и модулем, собирающим информацию. Эти сенсоры отслеживают мышечную активность в реальном времени, помогая в тренировках и реабилитации. Например, с помощью собранных данных можно построить составить правильный план тренировок, учитывая то, как мышцы реагируют на конкретные нагрузки. Канадская Hexoskin выпускает майки с интегрированными сенсорами для мониторинга дыхания, пульса и сна. Эту технологию даже тестируют астронавты, чтобы медики могли дистанционно следить за их здоровьем. А британский стартап CuteCircuit ещё в 2006 году создал «обнимающую рубашку». В ткань вшиты датчики, которые измеряют температуру тела, сердцебиение и силу нажатия. Эта технология позволяет людям чувствовать объятия и обнимать на расстоянии. По версии журнала Time, «обнимающая рубашка» – в топе лучших изобретений 2006 года. А в 2014 году компания представила платье, которое подключается к Twitter, реагирует на лайки и показывает твиты в режиме реального времени.
Умный текстиль также развивается в медицине. Например, компания Siren из США разработала умные носки с датчиками температуры для диабетиков – они помогают выявлять диабетические язвы стоп до появления первых наружный симптомов. Эта разработка спасает людей от осложнений, связанных с язвами. По статистике 10% диабетических язв приводят к ампутации стопы. В военной сфере умная одежда способна регулировать теплообмен, маскироваться под условия среды или сообщать о ранениях. Например, в Израиле два брата разрабатывают для военных «умную» форму, в которую будут встроены датчики и зажимы для остановки кровотечения.
Несмотря на меньшее финансирование, российские учёные и стартапы тоже работают над «умной» одеждой. В НИТУ «МИСиС» разработали волокна, которые накапливают энергию и заряжают гаджеты от одежды. Команда из Томского политехнического университета создала материал, реагирующий на прикосновения и способный управлять устройствами. Такие технологии пока находятся на стадии тестирования, но интерес к ним растёт – особенно в контексте медицинских показателей и защиты в экстремальных условиях.
Одна из главных задач умного текстиля – автономность. Чтобы одежда работала без внешнего питания, учёные интегрируют в ткань солнечные элементы, пьезоэлектрические сенсоры (реагирующие на сжатие и изгиб) и мини-батареи. В будущем такая одежда сможет не только передавать данные, но и подзаряжать смартфон, работая от шагов или тепла тела. Пока большинство образцов умного текстиля – это прототипы или изделия, которые не стоят на массовом производстве. Но ученые уже сделали большой шаг вперед: границы между одеждой и гаджетами стираются. И, возможно, скоро каждая футболка станет одновременно тренером, зарядным устройством и личным врачом.
Автор: Софья Матушкина
