تولید و عرضه منسوجات هوشمند با استفاده از فناوری جدید انجام می‌شود. این منسوجات دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که آن‌ها را از سایر منسوجات متمایز می‌کند، به ویژه از نظر ارتباط با محیط زیست و داشتن اجزای الکترونیک و هوشمند. در این بحث از مجموعه مقالات شادتکس، ما قصد داریم شما را با تولید منسوجات هوشمند آشنا کنیم و به توضیح کاربردهای آن بپردازیم.

برای شروع بحث در نظر داشته باشید منسوجات به ‌عنوان بخش مهمی از زندگی انسان‌ها شناخته می‌شوند. افراد امروزه بیشتر به مواد هوشمند مانند منسوجات هوشمند علاقه‌مند هستند تا بتوانند با فناوری‌های مختلف ترکیب شوند. این محصولات کاربردهای فراوانی دارند؛ ولی برای بسیاری از افراد هنوز ابهاماتی در مورد آنها وجود دارد. این راهنما به برخی از سؤالات رایج درباره منسوجات هوشمند و کاربردهای آن‌ها پاسخ می‌دهد و نمای کلی از بازار فعلی را ارائه می‌دهد. همچنین، توضیحاتی یک روش مهم تولیدات منسوجات هوشمند برای آینده ما و نمونه‌هایی از برندهایی که از این مواد نوآورانه استفاده کرده‌اند، ارائه شده است.

بیشتر بخوانید: آشنایی با روش رنگرزی شیمیایی پارچه

منسوجات هوشمند چیست؟

همان‌طور که در ابتدای مقاله ذکر شد، منسوجات هوشمند (Smart Textiles) به پارچه‌هایی اطلاق می‌شود که با استفاده از فناوری‌های نوین تولید می‌شوند. این عنوان برای اولین بار در سال 1989 در ژاپن مورد استفاده قرار گرفت. اولین محصولی که با این عنوان معرفی شد، رشته‌هایی از ابریشم بود که قابلیت حفظ شکل را داشتند. این نوع منسوجات از اواخر دهه 1990 در صنعت نساجی به کار گرفته شدند.

منسوجات هوشمند به طور کلی به پارچه‌هایی اشاره دارند که قادر هستند واکنش نشان دهند و واکنشی با محیطی که در آن قرار دارند بروز دهند. این واکنش‌ها می‌توانند از نوع الکتریکی، حرارتی، شیمیایی، مغناطیسی و غیره باشد و منجر به تغییرات در ساختار منسوجات شده و با شرایط جدید سازگار شوند.

انواع و نمونه‌های منسوجات هوشمند کاربردی

در این بخش قرار است با انواع این منسوجات آشنا شویم؛ زیرا برای درک مراحل تولید منسوجات هوشمند مهم هستند. در نظر بگیرید که منسوجات هوشمند به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:

1. منسوجات هوشمند غیرفعال: این نوع منسوجات تنها توانایی احساس محرک‌های محیطی را دارند و از سنسورها تشکیل شده‌اند.
2. منسوجات هوشمند فعال: این نوع منسوجات علاوه بر توانایی احساس محرک محیطی، به آن واکنش نشان می‌دهند و بنابراین عملکردی فعال هم دارند.
3. منسوجات فوق هوشمند: این نوع منسوجات در مرحله پیشرفته‌تری قرار دارند و قادرند رفتار خود را با شرایط تطبیق دهند.

به دلیل قابلیت‌های ویژه‌ای که دارند، از منسوجات هوشمند در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی، محافظت، حمل و نقل و سنسورها استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: از مراحل تولید پارچه در کارخانه نساجی خبر دارید؟

روشی برای تولید منسوجات هوشمند

پژوهشگران کره‌ای شرکت سامسونگ موفق به ساخت سیستم جذب انرژی از نانوسیم‌های اکسید روی شدند. این تکنولوژی قادر است در البسه استفاده شود و منجر به تولید انواع منسوجات هوشمند شود. تیم تحقیقاتی به رهبری هینجون کیم از سامسونگ، دستگاه جذب پرتو خورشیدی با منسوجات ادغام کرده‌اند. این دستگاه البسه‌ای تولید می‌کند که توانایی تولید انرژی هنگام پوشیدن را دارد.

این انرژی می‌تواند برای شارژ کردن تلفن‌های همراه استفاده شود. از این سیستم می‌توان برای استفاده در حوزه‌های اورژانسی و نظامی نیز استفاده کرد. با این حال، چالش اصلی این فناوری توان تولید انرژی کافی برای شارژ تلفن‌های همراه است که هنوز به مرحله کاربردی نرسیده است.

عملکرد منسوجات هوشمند در صنعت مد

پیش بینی شده درخواست برای خرید منسوجات هوشمند در صنعت مد، از 6.1 میلیارد دلار در سال 2019 به 3.5 میلیارد دلار تا سال 2024 افزایش خواهد یافت. توقع می‌رود که تولید منسوجات هوشمند با نرخ رشد سالانه ترکیبی (CAGR) 26.2 درصد از سال 2019 تا 2024 رشد کنند. عناصر انگیزشی برای تولید نمونه منسوجات هوشمند، شامل درک شرایط بدن از طریق حسگرهای مختلف و اعمال ویژگی‌های چند رنگ به این دسته از منسوجات است.

تعداد زیادی از شرکت‌های فناوری و برندهای مد و پوشاک علاقه‌مند به ورود به بازار پوشاک هوشمند هستند. برخی از این شرکت‌ها شامل Under Armour، Samsung، Levi’s، Tommy Hilfiger، Ralph Lauren و Google هستند. شرکت‌های قدیمی‌تری هم که در همین صنعت فعالیت داشته‌اند عبارتند از  Komodo Technologies، Sensora، Hexoskin و Loomia می‌شوند.

منظور از منسوجات محافظ چیست؟

به طور خاص، منسوجات محافظ بر اساس هدفشان طراحی و تولید می‌شوند. این منسوجات در زمینه‌های مختلف مانند زیست پزشکی، داروسازی، بهداشت شخصی، پوشاک، لباس‌های محافظ، کشاورزی، باغبانی، ساخت‌وساز، بسته‌بندی مواد غذایی و فناوری‌های نوین قابل استفاده هستند.

منسوجات محافظ بر اساس مواد مختلف مانند منسوجات محافظ در برابر پرتو UV تولید می‌شوند. اهمیت استفاده از این منسوجات به دلیل تأثیرات مخرب اشعه UV بر پوست و افزایش این اشعه در محیط‌های مختلف بسیار مهم است. این منسوجات می‌توانند از طریق افزودن مواد جاذب UV در فرایند تولید الیاف یا استفاده از روش‌های تشکیل پس از تولید، ایجاد شوند. به دلیل اینکه روش‌های پوشش‌دهی و تکمیل مربوط به منسوجات بافته شده است، توجه زیادی به روش‌های تولید الیاف با این قابلیت شده است.

یک نوع دیگر از این منسوجات هوشمند، برای حفاظت از مواد شیمیایی تولید می‌شود. این ماده می‌تواند از پنبه، پشم، نایلون و پلی‌استر تهیه شده و از روش‌های تکمیلی برای بهبود عملکرد آنها استفاده شود. برای مثال، الیاف Trevira CS با استفاده از روش‌های تکمیل سطحی و افزودنی‌های موثر، قابلیت جذب مواد شیمیایی را پیدا کرده‌اند.

بیشتر بخوانید: تکمیل دفع آب

کلام آخر

در مجموع، مبانی تولید منسوجات هوشمند یک رابط برای انتقال اطلاعات بین منسوج و دستگاه است. این ارتباط شامل انتقال اطلاعات و قدرت بین عناصر منسوج هوشمند خواهد بود. همچنین این ارتباط شامل انتقال اطلاعات و قدرت بین یک عنصر منسوج هوشمند و کاربر است. برای دیدن، پردازش داده‌ها، فعال‌سازی و ارتباط، نیاز به انرژی و نیروی الکتریکی داریم. انتقال انرژی به طور مؤثر شامل ترکیب قابل ‌اجرا از انرژی و ظرفیت ذخیره انرژی است.

مدارهای مجتمع یک مدار درهم‌تنیده هستند و گاهی به آن‌ها تراشه یا ریزتراشه نیز گفته می‌شود و به ‌عنوان یک‌لایه ویفری نیمه‌هادی عمل می‌کنند که روی آن هزاران یا میلیون‌ها مقاومت، خازن و ترانزیستور وجود دارد. این مدار می‌تواند در نقش‌های مختلفی همچون تقویت‌کننده، نوسان‌ساز، نگهدارنده زمان، شمارنده، حافظه کامپیوتر یا ریزپردازنده عمل کند.