Ткань регулирует свои аэродинамические свойства по мере необходимости.

Передовые материалы

Редакция сайта «Технологические инновации» — 11.11.2025

Углубления в текстильном метаматериале с узорами в виде сот и песочных часов [Изображение: Дэвид Т. Фаррелл и др. - 10.1002/adma.202505817]

Текстильный метаматериал

Ткань, способная создавать волны, подобные мячу для гольфа, изменяя свои аэродинамические свойства по требованию, обещает сделать возможным создание новых интеллектуальных материалов, включая одежду, которые найдут применение в спорте и технике.

Представьте себе, например, велосипедиста или лыжника, одежда которого адаптируется к скорости ветра и рельефу местности, что позволяет ему экономить время, просто натягивая или растягивая ткань.

Эти возможности стали реальностью благодаря работе Дэвида Фаррелла и его коллег из Гарвардского университета в США.

Новая умная ткань родилась на стыке динамики жидкости и искусственно созданных материалов, более известных как метаматериалы , что привело к созданию уникальной ткани, которая при растяжении образует углубления, небольшие углубления на своей поверхности — углубления, которые образуются даже тогда, когда ткань плотно прилегает к телу.

Ткань использует те же аэродинамические принципы, что и мяч для гольфа: волнистая поверхность мяча позволяет ему летать дальше, используя турбулентность для уменьшения сопротивления. Поскольку ткань мягкая и эластичная, она может двигаться и растягиваться, изменяя размер и форму углублений по мере необходимости.

Процесс производства и адаптация «умной» ткани к растяжимости. [Изображение: Дэвид Т. Фаррелл и др. - 10.1002/adma.202505817]

Ткань, которая мнется при растяжении.

Для создания текстильного метаматериала команда использовала лазерный резак и термопресс для создания двух видов ткани: более жёсткой чёрной ткани, похожей на лямку рюкзака, и более мягкой, гибкой и комфортной серой сетчатой ​​ткани. Используя двухэтапный процесс производства, они вырезали узоры на ткани и прикрепляли её к сетке, образуя текстильный композит.

Экспериментируя с несколькими плоскими образцами, имеющими решетчатые узоры, такие как квадраты и шестиугольники, они систематически изучали, как различные мозаики влияют на механическую реакцию каждого текстильного материала.

«Проведя 3000 симуляций, мы смогли изучить тысячи волновых моделей», — сказал Фаррелл. «Мы смогли скорректировать размер и форму волны. Когда мы снова поместили эти модели в аэродинамическую трубу, мы обнаружили, что определённые модели и волны оптимизированы для определённых диапазонов скорости ветра».

Согласно экспериментам, проведенным в аэродинамической трубе, регулировка размера углублений улучшает эксплуатационные характеристики ткани при определенных скоростях ветра, снижая сопротивление до 20%.

Этот эффект кажется нелогичным, поскольку обычно при растяжении ткань разглаживается и лучше прилегает к телу. «Наш текстильный композит нарушает это правило», — пояснил Фаррелл. «Уникальная сетчатая структура позволяет ткани растягиваться вокруг руки, а не стягиваться. Мы используем это уникальное свойство [которое изучалось] в метаматериалах последние 10 лет, и применяем его в носимых устройствах совершенно новым способом».

Другие новости о:

Больше тем