ผ้าอันชาญฉลาดของเสื้อแจ็คเก็ตกีฬา ผ้าอัจฉริยะ
จังหวะชีวิตของคนยุคใหม่ทำให้เกิดความต้องการใหม่ในด้านความสะดวกสบายและการใช้งานของเสื้อผ้าของเขา เพื่อปกป้องไม่เพียงแต่จากสภาพอากาศเลวร้ายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบาดเจ็บและสถานการณ์ที่ไม่คาดฝันอื่นๆ จึงได้มีการพัฒนาผ้าพิเศษ "อัจฉริยะ" (อัจฉริยะ) ที่สามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมและปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงผ่านการเปลี่ยนแปลงการใช้งาน เช่น เปลี่ยนสี "เปิดเครื่อง" ” คุณสมบัติกันน้ำ ต้านเชื้อแบคทีเรีย และคุณสมบัติที่จำเป็นอื่นๆ
ขึ้นอยู่กับระดับของการพัฒนาคุณสมบัติ "อัจฉริยะ" เนื้อเยื่ออาจเป็น: เฉื่อย (ตรวจจับเฉพาะการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม), กระตือรือร้น (สามารถตอบสนองต่อสิ่งเหล่านั้นได้) และ "ฉลาดมาก" (สามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้) ขอบเขตการใช้งานแตกต่างกันไปตั้งแต่อุตสาหกรรมการทหาร (ผ้าที่มีคุณสมบัติเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ของกองทหารประเภทต่างๆ) ไปจนถึงยา (ผ้าที่มีเซ็นเซอร์ในตัวที่ช่วยให้สามารถตรวจสอบสถานะสุขภาพได้)
ฉบับพิมพ์:
ผ้า “อัจฉริยะ” สำหรับชีวิตด้านต่างๆ (PDF, 505 Kb)
ผ้าที่มีคุณสมบัติเฉพาะที่กำหนด
ในทะเลทราย ในอวกาศ บนหิ้งอาร์กติก หรือในพื้นที่อื่นๆ ที่เข้าถึงยาก ร่างกายมนุษย์เผชิญกับความเครียดอย่างมากที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การบาดเจ็บ (รอยฟกช้ำ เคล็ด ฯลฯ) และการสัมผัสกับสารพิษ ผ้าที่มีคุณสมบัติเฉพาะสามารถปกป้องบุคคลจากผ้าเหล่านี้และลดผลที่ตามมาจากความเครียด โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไปตามความต้องการที่อาจเกิดขึ้น: สามารถกักเก็บความร้อนและความร้อนได้มากขึ้น หรือในทางกลับกัน เย็นลงเมื่อได้รับความร้อน มีคุณสมบัติกันกระแทก กันน้ำ หรือทำหน้าที่อื่นๆ
ในการสร้างผ้าดังกล่าวจะใช้เส้นใยแก้วนำแสงโลหะโพลีเมอร์นำไฟฟ้าและวัสดุอื่น ๆล่าสุดมีแนวโน้มการนำโครงสร้างนาโนมาใช้ในการดัดแปลงและตกแต่งวัสดุเส้นใยธรรมชาติและเส้นใยสังเคราะห์เพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติไม่ละลายน้ำ ต้านเชื้อแบคทีเรีย และปกป้องเจ้าของจากผลกระทบด้านลบของรังสีอัลตราไวโอเลต เป็นต้น วิศวกรจากบริษัท Zimmermann จากประเทศเยอรมันได้เรียนรู้การทอผ้ามีสายไฟบาง ๆ ในวัสดุที่ทำให้เสื้อผ้าร้อนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ (สูงสุดที่เป็นไปได้คือ 420 o C) ซึ่งประกอบด้วยแบตเตอรี่ขนาดเล็ก (น้ำหนักสูงสุด 200 กรัม) ความจุ 2200 mAh และแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัย 7.4 Vเมื่อคุณออกไปข้างนอกแล้วกดปุ่ม เสื้อผ้าของคุณจะร้อนถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้
ผลกระทบการอำนวยความสะดวกในการทำงานในพื้นที่ที่มีสภาพภูมิอากาศไม่เอื้ออำนวย ลดจำนวนการซักเสื้อผ้าที่ทำจากผ้าป้องกันคราบและการสึกหรอตามไปด้วย ขจัดปัจจัยตามฤดูกาลของเสื้อผ้า:ไม่จำเป็นต้องแบ่งเป็นฤดูหนาวและฤดูร้อนเธอก็สามารถปรับตัวได้กับสภาพอากาศใดๆ |
การประเมินตลาด
|
ไดรเวอร์และอุปสรรค
ร ราคาที่เหลือสำหรับวัตถุดิบธรรมชาติ ผ้า "อัจฉริยะ" ที่มีราคาสูงทำให้ไม่สามารถผลิตได้เป็นจำนวนมาก ปัจจุบัน ผ้าเหล่านี้ส่วนใหญ่จะใช้ในด้านการทหารและการกีฬา โลกแฟชั่นขาดการเชื่อมต่อจากนวัตกรรมทางเทคโนโลยีทำให้การใช้ผ้าสั่งทำทำได้ยาก เนื่องจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมีในรัสเซียมีการพัฒนาไม่ดีจึงเป็นเรื่องยาก |
สิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติ |
การยื่นขอรับสิทธิบัตรระหว่างประเทศ |
ระดับการพัฒนาเทคโนโลยี
|
" ปราดเปรื่อง" เสื้อผ้าเหมือนหมอส่วนตัว
การเติบโตของโรคเรื้อรังต่างๆ ทำให้ปัญหาการมีชีวิตที่สะดวกสบายสำหรับผู้ที่ทุกข์ทรมานจากโรคเหล่านี้รุนแรงขึ้น การสวมเสื้อผ้าพิเศษที่มีเซ็นเซอร์ที่จะรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสุขภาพของบุคคลและส่งไปวิเคราะห์เพิ่มเติมจะช่วยลดการพึ่งพาผู้ป่วยในการใช้ยาและการไปพบแพทย์ หากจำเป็น เสื้อผ้าดังกล่าวสามารถจัดการยาตามใบสั่งแพทย์ได้โดยอัตโนมัติ การใช้เสื้อผ้าที่ “ฉลาด” จะเพิ่มความคล่องตัวให้กับผู้ที่เป็นโรคต่างๆ โดยไม่สร้างความเสี่ยงต่อสุขภาพเพิ่มเติม
เซ็นเซอร์ที่ถักทออยู่ในผ้า "อัจฉริยะ" จะวัดอัตราชีพจร การหายใจ อัตราการเต้นของหัวใจ ระดับน้ำตาล ฯลฯ จากนั้นส่งข้อมูล (เช่น ผ่านช่องทางการสื่อสารไร้สาย) ไปยังโทรศัพท์มือถือของผู้ใช้หรือส่งตรงไปยังแพทย์ที่เข้ารับการรักษา ความหนาของเซ็นเซอร์มักจะไม่เกินสองสามมิลลิเมตร (ความหนาของเซ็นเซอร์ ECG ที่ติดตั้งในเสื้อยืดคือเพียง 2.3 มม.) ทิศทางการพัฒนาที่มีแนวโน้มในด้านนี้คือการสร้างเนื้อเยื่อที่วินิจฉัยโรคต่างๆ ในระยะเริ่มแรก และการปลูกถ่ายที่สามารถให้ยาบางปริมาณ (เช่น อินซูลิน) เข้าสู่ร่างกายได้ตามเวลาที่กำหนด
ผลกระทบ
ทำให้ชีวิตของผู้ป่วยโรคเรื้อรังง่ายขึ้น ความเป็นไปได้ในการควบคุมสุขภาพส่วนบุคคลของคุณโดยไม่คำนึงถึงสถานที่ ทัศนคติของประชาชนที่มีต่อบริการด้านสุขภาพและการแพทย์ที่เปลี่ยนไป: พวกเขาจะได้รับข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับสถานะสุขภาพของตนเอง |
การประเมินตลาด
|
ไดรเวอร์และอุปสรรค
จำหน่ายเครื่องตรวจสุขภาพแบบสวมใส่ การพัฒนาส่วนบุคคล การพัฒนาด้านการสร้างคอมพิวเตอร์ที่ยืดหยุ่น สายไฟ ฯลฯ ซึ่งสามารถนำมาทอเป็นผ้าได้โดยไม่สูญเสียความสะดวกสบาย เสื้อผ้าอัจฉริยะที่มีราคาสูงกำลังขัดขวางการยอมรับอย่างแพร่หลาย ขาดมาตรฐานที่สม่ำเสมอ ความไม่ไว้วางใจของผู้คนในการจัดเก็บข้อมูล |
เสื้อผ้าที่มีอุปกรณ์ต่างๆ อยู่ในเนื้อผ้า
คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ กำลังเข้าสู่กิจกรรมของมนุษย์ในทุกด้าน โดยได้รับปัจจัยรูปแบบใหม่ๆ และเนื่องจากแนวโน้มไปสู่การย่อขนาด อุปกรณ์เหล่านี้จึงถูกนำไปสร้างเป็นของใช้ในครัวเรือน ของตกแต่งภายใน และแม้แต่เสื้อผ้า ศักยภาพในการใช้ผ้าที่มีอุปกรณ์ในตัวนั้นค่อนข้างกว้าง: ตั้งแต่ความต้องการในครัวเรือนไปจนถึงอุปกรณ์ทางทหารและอวกาศ ผ้าที่ผสมผสานกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ ถูกนำมาใช้ในการผลิตชุดกีฬา (รองเท้าผ้าใบที่มีเซ็นเซอร์ในตัวสำหรับตรวจสอบความเร็วและการสัมผัสเท้ากับพื้น เสื้อยืด และเสื้อยืดที่มีการวัดอัตราการเต้นของหัวใจ) ด้วยเช่นกัน เป็นเสื้อผ้าที่ใช้ในชีวิตประจำวันหรือเป็นชุดที่ใช้ป้องกัน (เช่น ส่วนประกอบไมโครฟลูอิดิกในพื้นรองเท้าเปลี่ยนพลังงานกลเป็นไฟฟ้า) เสื้อผ้าเองก็สามารถเป็นแหล่งพลังงานสำหรับชาร์จโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อื่นๆ ได้
ในปี 2013 ทีมนักออกแบบที่นำโดย Paul van Dogen ได้สร้างชุดที่มีแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น 78 แผงติดตั้งอยู่ภายใน ภายในหนึ่งชั่วโมงของการทำงานภายใต้สภาพอากาศแจ่มใส อุปกรณ์เหล่านี้สร้างพลังงานได้เพียงพอที่จะชาร์จสมาร์ทโฟนได้ 50% เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ นักออกแบบได้รวมองค์ประกอบแบบพับได้ไว้ที่ไหล่: ในสภาพอากาศที่มีแดดจ้า องค์ประกอบเหล่านี้จะขยายตัวและแบตเตอรี่จะชาร์จเร็วยิ่งขึ้น
ผลกระทบรูปแบบของผู้บริโภคที่เปลี่ยนไป: แทนที่จะซื้อเสื้อผ้าใหม่ ผู้คนจะซื้อภาพพิมพ์ โทนสี และดาวน์โหลดเป็นเสื้อผ้าเก่า การเปลี่ยนโครงสร้างการผลิต: เน้นการพัฒนาสีและลายพิมพ์ใหม่มากกว่ารูปแบบเสื้อผ้า การเกิดขึ้นของอาชีพใหม่ (เช่น ศิลปินงานพิมพ์วิดีโอ วิศวกรแฟชั่น) ผ้าที่มีแผงโซลาร์เซลล์จะให้พลังงานแก่อุปกรณ์ต่างๆ ทั้งแบบพกพาหรือประกอบเข้ากับเสื้อผ้าโดยตรง |
การประเมินตลาด
3 พันล้านดอลลาร์จะเข้าถึงปริมาณของตลาดผ้าที่มีอุปกรณ์ในตัวภายในปี 2569 (ในปี 2558 - 100 ล้านดอลลาร์) ตลาดอุปกรณ์สวมใส่ก็จะเติบโตขึ้นเช่นกัน จำนวนอุปกรณ์ดังกล่าวจะอยู่ที่ 148 ล้านเครื่องภายในปี 2562 (33 ล้านเครื่องในปี 2558) |
ไดรเวอร์และอุปสรรคแนวโน้มดังกล่าวมุ่งไปสู่การย่อขนาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ให้เล็กลงผ่านการใช้เทคโนโลยีใหม่ การเกิดขึ้นของชิปเซ็ต LTE (มาตรฐานข้อมูลไร้สายความเร็วสูง) ที่ช่วยให้เข้าถึงได้ง่าย ความยากลำบากในการใช้งานผ้า "อัจฉริยะ": ความจำเป็นในการค้นหาสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่นของสายไฟและความแข็งแรง ปัญหาเกี่ยวกับการซักและรีดผ้า เสื้อผ้าราคาสูง |
วิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ
|
สิทธิบัตรระหว่างประเทศงานเกี่ยวกับการใช้สีย้อมเทอร์โม สีโฟโตโครมิก และวัสดุเพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารและพื้นที่เริ่มมีการพัฒนาอย่างเข้มข้นในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา ในแง่ของการพัฒนาลายพราง สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นอยู่ข้างหน้า มีการวิจัยอย่างเข้มข้นในประเทศจีน เกาหลีใต้ และไต้หวัน ผ้า “กิ้งก่า” ที่สามารถเปลี่ยนสีได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอก เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการพรางตัวของกองทัพ เช่นเดียวกับผิวหนังของสัตว์เลื้อยคลานที่มีชีวิต ชุดป้องกันทางทหารสามารถเลียนแบบและปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมได้ การนำแนวคิดเหล่านี้ไปปฏิบัตินั้นน่าดึงดูดและน่าสนใจมากสำหรับกองทัพ แต่ในขณะเดียวกันก็ค่อนข้างซับซ้อนและยังไม่ได้นำไปใช้อย่างเต็มที่เนื่องจากลายพรางของกองทัพนั้นแตกต่างจากเสื้อผ้าในครัวเรือนตรงที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับความคงทนของสีต่อสภาพอากาศที่เบา แรงเสียดทานซักและซักแห้ง ทิศทางทางปัญญาในการพัฒนาสิ่งทออัจฉริยะคือการสร้างและการพัฒนาทางอุตสาหกรรมของเทคโนโลยีที่ช่วยให้มั่นใจในการผลิตวัสดุสิ่งทอที่มีคุณสมบัติใหม่ที่หลากหลายซึ่งจะขยายขอบเขตการใช้งาน ก่อนอื่นการทำงานในทิศทางนี้เกี่ยวข้องกับคำสั่งของกองทัพ เนื้อเยื่อ "อัจฉริยะ" ควรจะ "ติดตาม" อัตราการเต้นของหัวใจของทหาร จ่ายยาที่เหมาะสมหรือหยุดบาดแผลได้ หากจำเป็น และส่งสัญญาณถึงความเป็นอยู่ที่ดีของผู้ป่วย เสื้อผ้าที่ทำจากผ้า “อัจฉริยะ” จะต้องทำความสะอาดตัวเองได้ รักษาอุณหภูมิที่ต้องการในพื้นที่ข้างใต้ กำจัดสารเคมีที่เป็นพิษให้เป็นกลาง และมีคุณสมบัติเหมือนเสื้อเกราะกันกระสุน ในเวลาเดียวกัน ยุทโธปกรณ์ของกองทัพควรมีน้ำหนักเบาและไม่จำกัดการเคลื่อนไหว และระบบการสื่อสาร รวมถึงหน้าจอคอมพิวเตอร์และแป้นพิมพ์ ไม่เพียงแต่ควรเบาเท่านั้น แต่ยังนุ่มนวลด้วย โดยสามารถเปลี่ยนการกำหนดค่าได้ มันเป็นไปได้ที่จะตระหนักถึง "ปาฏิหาริย์" ดังกล่าวและทำให้มันเป็นจริงได้เนื่องจากการบูรณาการเทคโนโลยีขั้นสูง (ไฮเทค) เข้ากับการผลิตสิ่งทอ นาโนเทคโนโลยีมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ แนวคิดของ "นาโนเทคโนโลยี" ได้รับการแนะนำโดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Richard Feyman ในปี 1959 ขนาดของอนุภาคนาโนอยู่ในช่วง 0.1 ถึง 100 นาโนเมตร นาโนเทคโนโลยีหมายถึงเทคโนโลยีในการผลิตวัสดุโดยการควบคุมอะตอม โมเลกุล และอนุภาคขนาดเล็กพิเศษเพื่อผลิตวัสดุที่มีคุณสมบัติใหม่โดยพื้นฐาน นี่เป็น "พันธุวิศวกรรม" ประเภทหนึ่ง แต่มีวัตถุไม่มีชีวิต ขนาดอนุภาคที่เล็กมากซึ่งก่อตัวเป็นวัสดุทำให้โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ทำให้พื้นผิวภายในเพิ่มขึ้น นำไปสู่การเกิดคุณสมบัติใหม่ โครงสร้างภายในที่เกิดจากอนุภาคนาโนทำให้วัสดุมีความแข็งแรงสูงมากและมีคุณสมบัติใหม่อย่างสมบูรณ์ซึ่งจะหายไปเมื่อผลิตวัสดุโดยใช้เทคโนโลยีแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น เซรามิกที่เปราะมักจะแสดงความเป็นพลาสติกเมื่อผลิตโดยใช้นาโนเทคโนโลยี ปัจจุบันนาโนเทคโนโลยีต่อไปนี้กำลังถูกนำมาใช้ในสิ่งทอ: - การผลิตเส้นใยนาโน - การตกแต่งขั้นสุดท้ายโดยใช้นาโนเทคโนโลยี เส้นใยนาโนสามารถผลิตได้โดยการเติมโพลีเมอร์ที่สร้างเส้นใยแบบดั้งเดิมด้วยอนุภาคนาโนของสารต่างๆ ที่มีโครงสร้างแตกต่างกัน หรือโดยการผลิตเส้นใยบางเฉียบ (ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในระดับนาโน) เส้นใยที่เต็มไปด้วยอนุภาคนาโนถูกผลิตขึ้นตั้งแต่ปี 1990 เส้นใยดังกล่าวมีการหดตัวต่ำ มีความไวไฟลดลง เพิ่มความต้านทานแรงดึงและการเสียดสี และสามารถรับคุณสมบัติการป้องกันอื่นๆ ที่มนุษย์ต้องการได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุภาคนาโนที่นำมาใช้ ท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังตั้งแต่หนึ่งผนังขึ้นไปถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารตัวเติมไฟเบอร์ เส้นใยที่เต็มไปด้วยท่อนาโนได้รับคุณสมบัติพิเศษ - แข็งแกร่งกว่าเหล็ก 6 เท่าและเบากว่า 100 เท่า การเติมเส้นใยด้วยอนุภาคนาโนคาร์บอน 5-20% โดยน้ำหนักยังช่วยให้เส้นใยมีการนำไฟฟ้าเทียบเท่ากับทองแดงและทนต่อสารเคมีต่อรีเอเจนต์หลายชนิด ท่อนาโนคาร์บอนถูกใช้เป็นโครงสร้างเสริมแรงและบล็อกเพื่อผลิตวัสดุที่มีคุณสมบัติความแข็งแรงสูง เช่น หน้าจอแสดงผล เซ็นเซอร์ ห้องเก็บเชื้อเพลิงเหลว หัววัดอากาศ ฯลฯ ตัวอย่างเช่น เมื่อเส้นใยโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการปั่นแข็งตัวถูกเติมด้วยท่อนาโนคาร์บอน จะมีความทนทานมากกว่าลวดเหล็กถึง 120 เท่า และเบากว่าเส้นใยเคฟลาร์ถึง 17 เท่า (เส้นใยเคมีอะรามิดที่มีชื่อเสียงและทนทานที่สุดที่ได้มาโดยใช้เทคโนโลยีแบบดั้งเดิมและนำมาใช้ใน เสื้อเกราะ) เส้นใยนาโนดังกล่าวได้เริ่มนำไปใช้ในการผลิตเสื้อผ้าและผ้าห่มที่ป้องกันการระเบิด และป้องกันรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว เส้นใยเคมีได้รับคุณสมบัติที่มีคุณค่าและมีประโยชน์มากเมื่อเติมด้วยอนุภาคนาโนของอลูมินา อนุภาคนาโนของอลูมินาในรูปของเกล็ดเล็กๆ ให้ค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนสูง ปฏิกิริยาเคมี การป้องกันรังสียูวี การป้องกันไฟ และความแข็งแรงเชิงกลสูง เส้นใยโพลีเอไมด์ที่มีอนุภาคนาโนอลูมินา 5% ช่วยเพิ่มภาระการแตกหัก 40% และความแข็งแรงในการดัดงอ 60% เส้นใยดังกล่าวใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ป้องกันการกระแทก เช่น หมวกนิรภัย เป็นที่ทราบกันดีว่าเส้นใยโพลีโพรพีลีนนั้นย้อมได้ยากมากซึ่งจำกัดขอบเขตการใช้งานในการผลิตวัสดุในครัวเรือนอย่างมาก การนำอนุภาคนาโนอลูมินา 15% เข้าสู่โครงสร้างของเส้นใยโพลีโพรพีลีน ทำให้สามารถย้อมด้วยสีย้อมหลายประเภทเพื่อให้ได้โทนสีที่ลึก การวิจัยและการผลิตเส้นใยสังเคราะห์ที่เต็มไปด้วยอนุภาคนาโนของโลหะออกไซด์: TiO2, Al2O3, ZnO, MgO กำลังพัฒนาอย่างเข้มข้น เส้นใยได้รับคุณสมบัติดังต่อไปนี้: - กิจกรรมโฟโตคะตาไลติก - ป้องกันรังสียูวี; - คุณสมบัติต้านจุลชีพ - การนำไฟฟ้า - คุณสมบัติขับไล่สิ่งสกปรก - ความสามารถในการออกซิเดชั่นของแสงภายใต้สภาวะทางเคมีและชีวภาพต่างๆ ทิศทางที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งในการผลิตเส้นใยนาโนคือการทำให้เส้นใยนาโนมีโครงสร้างเป็นเซลล์และมีรูพรุนและมีรูพรุนขนาดนาโน ซึ่งช่วยลดความถ่วงจำเพาะลงได้อย่างมาก (การผลิตวัสดุน้ำหนักเบา) ฉนวนกันความร้อนที่ดี และความต้านทานต่อการแตกร้าว ผลลัพธ์ของเส้นใยขนาดนาโนสามารถเต็มไปด้วยสารของเหลว ของแข็ง และแม้กระทั่งก๊าซ โดยมีวัตถุประสงค์การใช้งานที่หลากหลาย (ยา การทำให้เป็นอะโรมาของสิ่งทอ การปกป้องทางชีวภาพ) เส้นใยนาโนอีกประเภทหนึ่งคือเส้นใยบางเฉียบซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 100 นาโนเมตร ความละเอียดนี้ให้พื้นที่ผิวจำเพาะสูงและเป็นผลให้เนื้อหากลุ่มฟังก์ชันจำเพาะสูง อย่างหลังทำให้มั่นใจถึงความสามารถในการดูดซับและกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่ดีของวัสดุที่ทำจากเส้นใยดังกล่าว ในยุโรป (อังกฤษ ฝรั่งเศส) สหรัฐอเมริกา อิสราเอล และญี่ปุ่น มีการทำงานอย่างเข้มข้นควบคู่ไปกับการสร้างเส้นใยโปรตีนสังเคราะห์ที่เลียนแบบโครงสร้างของใยแมงมุม ซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ไม่มีใครเทียบได้ การใช้ผู้ผลิตรายอื่น (จุลินทรีย์ พืช) ในการผลิตโปรตีนที่คล้ายคลึงกัน จึงเป็นไปได้ที่จะได้เส้นใยโพลีเมอร์โปรตีนนาโนที่มีความหนาประมาณ 100 นาโนเมตร “ใยแมงมุม” ที่นุ่มและแข็งแกร่งเป็นพิเศษสามารถแทนที่เคฟลาร์ที่แข็งและไม่ยืดหยุ่นในชุดเกราะได้ ขอบเขตการใช้งานของ “ใยแมงมุม” มีหลากหลาย: ซึ่งรวมถึงด้ายผ่าตัด ชุดเกราะไร้น้ำหนักและทนทานอย่างยิ่ง คันเบ็ดน้ำหนักเบา และอุปกรณ์ตกปลา ในขณะที่เรากำลังพูดถึงชุดเล็ก ๆ นาโนเทคโนโลยีกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและรวดเร็วจนการผลิตทางอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์ที่ทำจาก "ใยแมงมุม" จะเกิดขึ้นอีกไม่นาน ในระหว่างการตกแต่งขั้นสุดท้ายของวัสดุสิ่งทอ อนุภาคนาโนของสารต่างๆ จะถูกนำมาใช้ในรูปของนาโนอิมัลชันและการกระจายตัวของนาโน ในกรณีนี้ วัสดุสามารถให้คุณสมบัติต่างๆ เช่น ความต้านทานต่อน้ำและน้ำมัน ความไวไฟที่ลดลง ป้องกันมลพิษ ความนุ่มนวล ป้องกันไฟฟ้าสถิตและต้านเชื้อแบคทีเรีย ทนความร้อน ความเสถียรของมิติ ฯลฯ นาโนเทคโนโลยีที่มีชื่อเสียงที่สุดสำหรับการตกแต่งขั้นสุดท้ายคือการตกแต่งด้วยเทฟลอน ซึ่ง ให้คุณสมบัติในการกันน้ำ น้ำมัน และสิ่งสกปรก เพื่อนำไปใช้งาน จะใช้นาโนอิมัลชันของโพลีเมอร์ฟลูออโรคาร์บอน อนุภาคนาโนที่ไม่ชอบน้ำซึ่งตั้งอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของเส้นใยแต่ละชนิดจะสร้างพื้นผิวใหม่ที่เรียกว่า "ร่ม" คล้ายกับสิ่งที่มีอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของพืช ขนของสัตว์ และขนนก ต่างจากเทคโนโลยีแบบดั้งเดิมที่มีจุดประสงค์คล้ายคลึงกัน อนุภาคนาโนแม้จะให้ผลลัพธ์ที่ต้องการ แต่ก็ไม่ซ้อนทับกับโครงสร้างที่มีรูพรุนของเส้นเลือดฝอยของวัสดุเส้นใย แต่ยังคง "ระบายอากาศ" ได้ เนื่องจากไมโครรูขุมขนยังคงเปิดอยู่สำหรับการแลกเปลี่ยนอากาศ ผลลัพธ์ที่ได้คือทนทานต่อการซักซ้ำ การตกแต่งด้วยนาโนเทคโนโลยีทำให้วัสดุสิ่งทอที่ทำจากเส้นใยเคมีมีลักษณะคล้ายฝ้าย และผลิตภัณฑ์ฝ้ายจะทนทานต่อรอยยับและมีมิติคงตัว ในประเทศต่างๆ มีการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการสร้างวัสดุสิ่งทอที่ "ทำความสะอาดตัวเอง" โดยใช้นาโนเทคโนโลยี หน้าที่ของนักวิจัยคือการทำให้สิ่งทอมีลักษณะเดียวกับธรรมชาติที่มีชีวิต เช่น ใบพืช ปีกผีเสื้อและแมลง เปลือกด้วง นาโนอิมัลชันสร้างโครงสร้างพื้นผิวสามมิติบางๆ บนเส้นใย ซึ่งทำให้น้ำ น้ำมัน และสิ่งสกปรกหลุดลอกและล้างออกได้ง่าย เอฟเฟกต์ "ซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก" ที่เกิดขึ้นนำไปสู่ความจริงที่ว่าหยดทรงกลมที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุสามารถกลิ้งออกมาได้โดยไม่มีร่องรอยใด ๆ ด้วยความโน้มเอียงเพียงเล็กน้อย สิ่งปนเปื้อน เช่น ฝุ่นและเขม่า จะถูกกำจัดออกพร้อมกับหยดน้ำ และวัสดุจะทำให้เกิด "การทำความสะอาดตัวเอง" การใช้นาโนอิมัลชันทำให้ได้วัสดุสิ่งทอจากผ้าฝ้าย โดยด้านหน้ามีคุณสมบัติไล่น้ำ น้ำมัน และสิ่งสกปรก ในขณะที่ด้านหลังยังคงเป็นสารที่ชอบน้ำ ซึ่งสามารถดูดซับความชื้นในร่างกาย (เหงื่อ) ได้ ในเวลาเดียวกัน วัสดุดังกล่าวสามารถทำให้เกิดแบคทีเรียได้หลายอย่าง รวมถึงการป้องกันการเกิดกลิ่นเหงื่อ วัตถุประสงค์หลักของวัสดุดังกล่าวคืออุปกรณ์ของกองทัพ ชุดกีฬา และเสื้อผ้าเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ อนุภาคนาโนของโลหะออกไซด์ TiO2, MgO ซึ่งมีฤทธิ์ในการเร่งปฏิกิริยา และอนุภาคเพียโซเซรามิกสามารถนำเข้าไปในพอลิเมอร์นาโนอิมัลชันเพื่อผลิตเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ที่บันทึกอัตราการเต้นของหัวใจและชีพจรเมื่อวัสดุดังกล่าวสัมผัสกับผิวหนังมนุษย์ นาโนเทคโนโลยีทำให้สามารถสร้างวัสดุสิ่งทอที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเป็นที่ต้องการไม่เพียงแต่เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในชีวิตพลเรือนหลายภาคส่วนด้วย วัสดุสิ่งทอที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้านำเสนอขอบเขตที่สำคัญสำหรับนวัตกรรมในด้านเสื้อผ้าป้องกันไฟฟ้าสถิตและเกราะป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า การกระจายประจุหรือการปราบปรามสนามวิทยุ และผ้าที่ให้ความร้อน ปัจจุบันผ้าที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าต้องขอบคุณนาโนเทคโนโลยีในการใช้โลหะเป็นวัสดุที่อ่อนนุ่มและมีน้ำหนักเบาจึงสามารถซักและซักแห้งได้ โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยจะถูกพ่นมากกว่าเนื้อผ้า เมื่อแปรรูปด้วยเครื่องทอผ้า เส้นใยดังกล่าวจะไม่ก่อให้เกิดปัญหา วัสดุนาโนชนิดแรกสำหรับการสะสมถูกนำออกสู่ตลาดโดยดูปองท์ซึ่งใช้อนุภาคนาโนเงิน ปัจจุบัน นอกเหนือจากเงินแล้ว ยังมีโลหะราคาถูกและเข้าถึงได้ง่ายกว่าอีกด้วย คุณสมบัติการนำไฟฟ้าไม่เพียงแต่ได้รับการถ่ายทอดผ่านการทำให้เส้นใยเป็นโลหะเท่านั้น แต่ยังแสดงในรูปแบบอื่นด้วย สำหรับเส้นใยเซลลูโลสไฮเดรตประเภทไลโอเซลล์ มีการเสนอให้นำอนุภาคนาโนคาร์บอนแบล็คที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเข้าไปในโครงสร้างเส้นใย คุณสมบัติการนำไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารหลัง วัสดุนำไฟฟ้าที่ทำจากเส้นใยไลโอเซลล์ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ตัวต้านทานไฟฟ้าหลายประเภท ในการสร้างเสื้อผ้าที่ให้ความร้อน คุณสามารถใช้ผ้าที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้เท่านั้น มีการเสนอให้แนะนำไมโครแคปซูลที่มีพาราฟินเข้าไปในเส้นใย ซึ่งสามารถดูดซับความร้อนที่เกิดขึ้นได้ เช่น โดยร่างกายของนักเล่นสกี และในทางกลับกัน จะปล่อยออกมาเมื่ออุณหภูมิแตกต่างกันและการถ่ายเทความร้อนลดลงจาก ร่างกาย. แจ็คเก็ตที่มี "เครื่องทำความร้อน" มีวางจำหน่ายแล้ว เศษที่ฝังอยู่ในเส้นด้ายฝ้ายสามารถตรวจจับอุณหภูมิ ความดัน การเคลื่อนไหว และการสั่นสะเทือน โดยให้บริการฉุกเฉินด้วยข้อมูลเกี่ยวกับการแพร่กระจายของไฟในกรณีเกิดเพลิงไหม้ ผลิตภัณฑ์แรกของ บริษัท นี้ควรจะออกในปีนี้ ในสหรัฐอเมริกา งานกำลังดำเนินการเพื่อสร้างเสื้อกั๊กที่ช่วยให้นักบินของเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงของกองทัพเรือสามารถนำทางไปในอวกาศได้อย่างรวดเร็วในสถานการณ์วิกฤติ ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่า 7 ใน 10 อุบัติเหตุทางเครื่องบินที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินรบความเร็วเหนือเสียงของกองทัพเรือสหรัฐฯ ส่งผลให้นักบินเกิดอาการสับสนเนื่องจากทัศนวิสัยไม่ดี และส่งผลให้ไม่สามารถดำเนินการเพื่อป้องกันหรือบรรเทาอุบัติเหตุได้ การทำงานของเสื้อกั๊กแบบพิเศษนั้นขึ้นอยู่กับสัมผัส ประกอบด้วยเครื่องกระตุ้นการสัมผัสที่ส่งแรงสั่นสะเทือนในช่วงเวลาที่เหมาะสม ซึ่งป้องกันการสับสนและดึงความสนใจของนักบินให้ค้นหาด้านข้าง (ขึ้น ลง ซ้าย ขวา) จนถึงวันนี้ เสื้อกั๊กเวอร์ชันแรกได้รับการทดสอบแล้ว และกำลังดำเนินการปรับปรุงอยู่ ผ้าอัจฉริยะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายโดยผู้นำในอุตสาหกรรมกีฬา เช่น Adidas, Nike, Reebok เพื่อสร้างอุปกรณ์สำหรับนักกีฬาระดับแนวหน้า ผู้เข้าร่วมการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก การแข่งขันชิงแชมป์โลกและยุโรป ชุดกีฬาที่ผู้เข้าร่วมการแข่งขันสวมใส่นั้นมีความเชี่ยวชาญและซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถมีอิทธิพลต่อผลลัพธ์ของนักกีฬาได้ ข้อเสียประการหนึ่งของเส้นใยขนสัตว์คือการหดตัว เทคโนโลยีการตกแต่งแบบไม่หดตัวแบบดั้งเดิมไม่ได้ทำให้เกิดการหดตัว "ศูนย์" ข้อกำหนดของลูกค้าที่ต้องการความมั่นใจอย่างแน่นอนว่าเมื่อซักที่บ้าน ผลิตภัณฑ์ Woolmark จะไม่หดตัวเลย นาโนเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นสำหรับการตกแต่งแบบไม่หดตัวของเสื้อขนสัตว์ Total Easy Care ก็สามารถตอบสนองได้ การทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมาย Woolmark Total Easy Care ช่วยให้ผู้บริโภคสามารถรักษาขนาดเส้นตรงของผลิตภัณฑ์ได้ 100% ปัจจุบัน ผ้าขนสัตว์และเสื้อผ้าที่มีการหดตัว "ศูนย์" ผลิตโดยบริษัท 4 แห่งที่ตั้งอยู่ในออสเตรเลีย จีน และไต้หวัน เสื้อขนสัตว์ยังถูกผลิตขึ้นทางอุตสาหกรรมเพื่อผลิตเส้นด้ายถักและผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเส้นด้ายเหล่านั้น พื้นผิว Total Easy Care ช่วยให้เสื้อผ้าสวมใส่ได้ง่ายขึ้น และทำให้ผลิตภัณฑ์ดูน่าดึงดูดสำหรับผู้บริโภคมากขึ้น แฟชั่นมีอิทธิพลอย่างมากต่อการขยายขอบเขตการใช้งาน "สิ่งทออัจฉริยะ" ทำให้มีตำแหน่งและช่องทางใหม่ๆ ในอาณาจักรมากขึ้นเรื่อยๆ แนวคิดในการปล่อยผ้าหอมมีอยู่ในโลกแฟชั่นมาช้านาน มีความพยายามหลายครั้งในทิศทางนี้ แต่กลิ่นฉุนและแรงเกินไปหรือหายไปอย่างรวดเร็ว เป็นเวลานานแล้วที่จะไม่สามารถสร้างวัสดุสิ่งทอที่มีกลิ่นหอมพร้อมกลิ่นหอมที่นุ่มนวลและไม่เกะกะได้ยาวนาน ความสำเร็จมาเมื่อปลายศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น นักเคมีรู้จักสารประกอบที่มีคุณสมบัติที่น่าทึ่งและสำคัญเนื่องจากโครงสร้างของพวกมัน - ความสามารถในการสร้างสารเชิงซ้อน "โฮสต์ - แขก" ด้วยสารต่าง ๆ ที่เรียกว่าสารเชิงซ้อนแบบรวม, สารประกอบแบบรวม, คลาเทรต สารเชิงซ้อนดังกล่าวเป็นสารประกอบที่โมเลกุล "แขก" รวมอยู่ในโพรงของโมเลกุล "โฮสต์" โดยไม่สร้างพันธะเคมีที่แข็งแกร่ง ความซับซ้อนดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของ "แขก" แต่ "เจ้าภาพ" สามารถทำให้เขาอยู่ใกล้เขาได้ในช่วงเวลาหนึ่ง ด้วยการเลือกขนาดที่เหมาะสมของ “แขก” และ “เจ้าบ้าน” และแรงยึดของขนาดหลัง คุณสามารถตั้งโปรแกรมและคำนวณระยะเวลาการเข้าพักของ “แขก” ได้ เมื่อสร้างวัสดุสิ่งทอที่มีกลิ่นหอม “แขก” คือสารประกอบเคมีที่มีกลิ่น คอมเพล็กซ์แบบรวมมีผลยาวนานและกลิ่นสามารถคงอยู่ได้เป็นเวลานาน ผ้าที่มีส่วนผสมของน้ำหอมเริ่มแพร่หลายและได้รับความนิยมเป็นพิเศษในเอเชีย บริษัท Woolmark ให้ความสำคัญอย่างยิ่งกับการสร้างผ้าหอมซึ่งด้วยความร่วมมือกับแผนกหนึ่งของ บริษัท ICI ของอังกฤษได้พัฒนาเทคโนโลยี Sensory Percention Technology TN ซึ่งเปิดโอกาสมากมายสำหรับการผลิตกลิ่นหอมที่หลากหลาย ผ้าและผลิตภัณฑ์สิ่งทอประเภทที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สารอะโรมาติกจะถูกห่อหุ้มนาโนและใส่เข้าไปในวัสดุเส้นใย แคปซูลทนต่อความชื้นซักและซักแห้งได้สารอะโรมาติกที่มีอยู่ในนั้นจะไม่ระเหยหรือสลายตัวเมื่อสัมผัสกับสารออกซิไดซ์ แคปซูลจะถูกเปิดใช้งานในขณะที่มีการเคลื่อนไหวหรือสัมผัส โดยปล่อยกลิ่นหอมที่ซ่อนอยู่ในแคปซูลออกสู่สิ่งแวดล้อม สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อใส่หรือถอดเสื้อผ้า ทำความสะอาดพรมหรือผ้าเฟอร์นิเจอร์ อีกตัวอย่างหนึ่งของสิ่งทออัจฉริยะคือวัสดุที่ปล่อยออกมาแบบคัดเลือกซึ่งรวมกับโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ได้ค้นพบการประยุกต์ใช้ในการสร้างเนื้อเยื่อทางการแพทย์แบบฝังได้ เส้นใยที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพถูกใช้เป็นวัสดุปลูกถ่ายในการผ่าตัด ผิวหนังเทียม และผ้าไม่ทอสำหรับปิดแผลที่ถูกไฟไหม้ ตามกฎแล้วน้ำสลัดดังกล่าวประกอบด้วยยาที่ออกฤทธิ์นาน ปัจจุบัน ในการผลิตสิ่งทอของประเทศอุตสาหกรรมในยุโรป เอเชีย และอเมริกา มีการเปลี่ยนแปลงในลำดับความสำคัญ - สิ่งทอแบบดั้งเดิมกำลังย้ายไปยังประเทศกำลังพัฒนา และสิ่งทอ "อัจฉริยะ" ในด้านการแพทย์ ครัวเรือน เทคนิค และสารสนเทศเข้ามาแทนที่ วัตถุประสงค์ ฯลฯ สำหรับการผลิตที่ใช้เทคโนโลยีชั้นสูง ยุโรปและอเมริกาตระหนักว่าไม่มีประโยชน์ที่จะแข่งขันในการผลิตสิ่งทอแบบดั้งเดิมกับจีน อินเดีย เวียดนาม และอเมริกาใต้ซึ่งมีแรงงานราคาถูกมาก ความมั่งคั่งของประเทศที่พัฒนาแล้วคือความฉลาด และนี่คือสิ่งที่ต้องให้ความสำคัญเป็นอันดับแรก การพัฒนานาโนเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมสิ่งทอจำเป็นต้องมีการสร้างอุปกรณ์ใหม่และรูปแบบการเปิดตัวใหม่ของวัสดุตกแต่ง การแก้ปัญหาการรักษาเสถียรภาพของนาโนอิมัลชัน และการควบคุมคุณภาพของวัสดุสิ่งทอด้วยการตกแต่งและเอฟเฟกต์ประเภทใหม่ โดยปกติแล้ว สิ่งนี้ต้องใช้ต้นทุนวัสดุจำนวนมาก แต่ในประเทศอุตสาหกรรม พวกเขาเข้าใจว่าทิศทางที่สำคัญในสิ่งทอคือการแนะนำเทคโนโลยีไฮเทคที่ทำให้สามารถผลิตวัสดุรุ่นใหม่ได้ ดังนั้นจึงมีการลงทุนที่สำคัญใน "สิ่งทออัจฉริยะ" การวิจัยกำลังดำเนินการอย่างจริงจังในสหรัฐอเมริกา ประเทศในสหภาพยุโรป และญี่ปุ่น ประเทศเหล่านี้คิดเป็น 34, 15 และ 20% ของการลงทุนทั่วโลกในด้านนาโนเทคโนโลยีตามลำดับ ในปี พ.ศ. 2543 เงินทุนทั้งหมดสำหรับงานในพื้นที่นี้มีมูลค่าประมาณ 800 ล้านดอลลาร์ และในปี พ.ศ. 2544 ก็เพิ่มเป็นสองเท่า ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าการนำนาโนเทคโนโลยีมาใช้อย่างแพร่หลายจะต้องมีค่าใช้จ่ายต่อปีอย่างน้อย 1 ล้านล้าน ดอลลาร์ อย่างไรก็ตามเกมนี้คุ้มค่ากับเทียนและผลิตภัณฑ์นาโนเทคโนโลยีที่หลากหลายเริ่มที่จะครองโลก |