Инновационные ткани. Новые технологии в промышленности. Проверка в лаборатории

Главное, чтобы костюмчик сидел

Дизайнеры объединились с химиками, создавая новые ткани для одежды будущего

Для любой погоды

В известном фантастическом фильме «Назад в будущее» главный герой, переместившись на много лет вперед, заполучил куртку, которая способна была сама себя просушить, почистить и подогнать по размеру. Но уже сейчас в Японии существуют прототипы одежды, которая обладает куда более широким функционалом.

Одежда становится все более многофункциональной, в ткань вшиваются провода и нановолокна

В частности, речь идет о технологической новинке, которая представлена на токийской выставке Micromachine/MEMS exhibition . Необычная одежда разработана японской исследовательской группой Life BEANS . Новые предметы гардероба - женское платье или мужской строгий костюм - могут служить кондиционером или, наоборот, отопительной батареей для тела.

Фактически, как говорят эксперты, одежда ближайшего десятилетия должна стать настоящим гаджетом, в основе которого, естественно, лежат нанотехнологии. Когда человеку холодно, нановолокна, активизируясь, будут отдавать пользователю тепло, а в жаркую пору, наоборот, поглощать его, даря прохладу. Кроме того, костюм станет сложным прибором, умеющим собирать данные, делать их запись и передавать на другие устройства.

Вполне возможно, что рукав пиджака, поднесенный к уху, будет заменять мобильный телефон, а носовой платок станет картой памяти. Плюс ко всему одежда сможет регистрировать физическую активность и психическое состояние людей, чтобы передавать эти данные на компьютер, чтобы тот анализировал информацию и давал советы, как улучшить ваше самочуствие.

Вместо стирки

Сегодня группа ученых из университета в Дартмуте работает над созданием «живой» одежды, которая самостоятельно очищается от грязи, прямо как в фантастическом фильме. Нити такой одежды, по задумке ученых, должны быть населены колониями специальных бактерий. Обязанностью некоторых из них будет устранение пота и веществ, обладающих сильным запахом, других – обеспечивать защиту одежды от воды или повреждений.

Пока остается неизвестным, насколько долго микроорганизмы смогут жить в тканях. По всей видимости, спустя несколько месяцев, когда закончатся запасы пищи, жизнедеятельность бактерий остановится. Это еще одна проблема, которую предстоит решить. Часть бактерий, по-видимому, сможет питаться человеческими выделениями, а другим время от времени придется подавать питательные вещества.

Наноноски и наногалстук

Думаю, многие мечтают о чудо-носках, поглощающих неприятный запах. Носки с добавлением серебра, спасающие от запаха, изобрел ученый Владимир Руденов. Его носки, как он сам утверждает, сделаны не из обычных нитей, а из нановолокна, содержащего серебряные частицы. По исследованиям первооткрывателя, серебро не просто обладает обеззараживающими свойствами, оно еще и снижает потоотделение ваших ног и препятствует распространению неприятного запаха. Пробная партия носков была запущена в продажу в 2008 как эксклюзив для спортсменов.

Высокие технологии все чаще приходят на помощь при решении бытовых вопросов. Скоро никого не будут удивлять непромокаемые рубашки и брюки, созданные из наноматериалов. Например, кока-колу можно смело наливать прямо в нагрудный карман, и в течение дня пить ее из трубочки.

Дизайнеры одежды уже готовы к новой моде на высокотехнологичные материалы. Рубашки, галстуки и брюки, созданные с использованием нанотехнологий, могут захватить рынок офисной одежды, считают эксперты.

Рубашки, пошитые из ткани Nano-Tex , выглядят и ощущаются на теле как обычные хлопковые или шелковые (в зависимости от материала), но при этом они абсолютно непромокаемые, то есть вода стекает по ним, как по зонтику.

Социологические опросы показывают, что современные покупатели с удовольствием готовы приобретать одежду из высокотехнологичных материалов. Например, по данным аналитической компании NPD Group, в прошлом году 58% американцев и 33% американок выбирали одежду из пылезащищенных материалов. Примерно каждый четвертый покупал модели из непромокаемой ткани, а 37% - с защитой от грязи.

Умная одежда

По некоторым прогнозам, одежда будущего будет способна следить за самочувствием владельца. Компания Sensatex, разработчик текстиля с интегрированными электронными схемами, объявила о выпуске бета-версии футболки SmartShirt System.

Изобретение компании сможет передавать данные о здоровье человека на компьютеры или специальные приборы. С помощью беспроводной технологии ZigBee футболка станет отсылать информацию о частоте пульса, скорости дыхания, температуре и т.п. Не обошлось и без нанотехнологий – в одежде для передачи данных используется волоконная сетка, встроенная в ткань. В итоге футболку можно запросто стирать, не боясь повредить дорогой материал.

«Дышите глубже – вы взволнованы», – такие слова мы в будущем сможем услышать не только от врача, но и от собственной рубашки. В Канаде специалисты представили новую разработку – «умная» одежда может анализировать эмоциональное состояние своего хозяина и попытается помочь ему справиться со стрессом.

Вшитые в ткань датчики мониторят основные параметры организма, на которых отражается стресс, – температуру, сердечный ритм и частоту дыхания. Используя интернет-соединение смартфона, устройство выходит в Сеть, чтобы сравнить результаты мониторинга с базой данных, а затем скачивет соответствующие нынешнему эмоциональному состояния владельца музыку, изображения и слова.

На зарядку становись

Одежда будущего будет развиваться во всех направлениях. Ученые уже разработали электропроводящий материал, который можно вшивать в виде нитей в обычную ткань. От него вполне реально подзарядить мобильный телефон или плеер.

Идея, использованная командой исследователей из Технологического института штата Джорджия (США) под руководством профессора Чжун Линь Вана , основана на принципе ионистора (суперконденсатора).

Это устройство способно накапливать энергию и служить источником питания. Оно выгодно отличается от привычных батарей - в частности высокой эффективностью и быстрой подзарядкой с возможностью перезаряжать его едва ли не бесконечно.
Ранее команда профессора Вана разработала наногенераторы, которые могут также вшиваться в одежду и возбуждать напряжение в нитях-проводках. Это происходит под действием пьезоэлектрического эффекта, который возникает от биения сердца, звука шагов человека или от легкого ветерка.

Кроме технической составляющей у одежды будущего может быть и косметическая . Существует даже такое понятие, как «космето-текстиль» . Это ткань, которая содержит микрокапсулы с косметическими веществами (для увлажнения кожи, для поглощения неприятных запахов, с витаминами или активными веществами для похудения). В Японии недавно появились джинсы, увлажняющие кожу, а во Франции компания Variance производит бюстгалтеры Hydrabra со специальными снимаемыми прокладками, которые пропитаны увлажняющим лосьоном (лосьон содержит экстракт коричневых водорослей Padina Pavonica , известных своими подтягивающими, увлажняющими и тонизирующими свойствами); с этим же экстрактом выпускаются колготки Beautiva , увлажняющие кожу, расслабляющие мышцы или с эффектом похудения; уже некоторое время известны специальные колготки и носки, помогающие регулировать кровяное давление в ногах, а также дающие эффект микромассажа для борьбы с целлюлитом.

Мода всегда была неразрывно связана с искусством. Особое распространение идея объединения декоративного и изобразительного искусства получила в начале прошлого столетия. Сегодня к этому дуэту добавляются современные технологии. В наши дни технологический прогресс и инновации в текстиле и крое широко применяются не только для создания одежды особого назначения, например, для военных, спортсменов или космонавтов. Словосочетанием 3D-печать вообще никого уже не удивишь. А как насчёт кроссовок с выходом в интернет и гироскопом, светодиодного платья, одежды-спрея, ткани с проводами или микрокапсулами с парафином? Это не выдержки из фантастического романа, а абсолютно реальные вещи. Впрочем, обо всём по порядку.

3D-печать

В марте 2013 года блистательная Дита фон Тиз на одном из мероприятий появилась в платье, полностью напечатанном на 3D-принтере. Создатели этого наряда, Майкл Шмидт и Фрэнсис Битонти, сначала распечатали 17 деталей из нейлона, украсили их 13 тысячами кристаллов Swarovski, а после соединили их вручную. Весь процесс можно увидеть на видео:

Данная технология применяется дизайнерами вовсю, например, 3D-сумку от Gucci можно без труда заказать через интернет.

3D-сумка от Gucci

Голландка Ирис ван Харпен представила 3D-платья в своей коллекции haute couture. А ведь это уже высокая мода, где ценится, прежде всего, именно ручная работа, дорогие ткани, вышивки и отделка, выполненные вручную!

3D-платья от Ирис ван Харпен

Что мне снег, что мне зной

Одна из задач инновационной одежды – облегчить нам жизнь, а именно помогать переносить непогоду комфортно. Именно для этого был придуман материал с парафиновыми капсулами. Эти «микрошарики» можно вживлять в волокна ткани, например, нейлона. При теплых температурах парафин плавится и становится жидким. Когда вокруг становится холодно, он застывает и начинает выделять тепло. Однако проект требует доработки из-за высокой стоимости и очень медленного перехода из твёрдого состояния в жидкое, и наоборот.

Австралийцы из компании Arctic Hit придумали специальный жилет, наполненный охлаждающим гелем. В жаркую погоду перед выходом на улицу нужно просто предварительно подержать изделие в холодильнике. Не бойтесь замёрзнуть, количество холода, пропускаемого к телу, строго дозировано.

Охлаждающий жилет от Arctic Hit

Если же вам угрожают морозы, то обзаведитесь курткой или жилетом с вплетёнными проводами. Нужно просто нажать на кнопку и выбрать температурный режим. Между прочим, стирать такую вещь можно в обычной машинке.

Для тех, кто активен и спортивен

Если вы жить не можете без интернета, то футболка для поиска бесплатного wi-fi для вас. Специальный индикатор оповестит о наличии сигнала и его уровне. Ещё одним любопытным экземпляром стало детище Adidas и Google – кроссовки Google Talking Shoes. Это чудо техники оснащено акселерометром, гироскопом и интерфейсом для выхода в интернет. Кроссовки будут общаться с вами, подбадривать при занятиях спортом и даже расскажут о ваших достижениях в соцсетях.

Кстати, у Adidas есть другая модель – MiCoach. Это кроссовки и персональный тренер в одном флаконе: специальный датчик будет отслеживать и контролировать процесс тренировок и занятия спортом владельца.

Диоды, Bluetooth и наряд из баллончика

Нельзя не упомянуть диковинные платья. Представляем Little slide Dress – платье со светодиодами. Днём это обычное платье приталенного силуэта, но вот в темноте оно будет ярко светиться. Так что не заметить в нём будет невозможно в буквальном смысле.

Другой наряд тоже светится, но только в том случае, когда вам звонят по телефону. Специальное платье-телефон, презентованное Марией Шараповой, подключается к мобильному при помощи Bluetooth. Теперь вы не пропустите ни один входящий вызов.

Женщины африканского племени Химба не носят одежды, они покрывают тело плотным слоем специальной краски цвета охры. Возможно, именно это вдохновило создателей одежды-спрея Fabrican. Однако это не краска, а настоящая ткань, просто в жидком виде. Наносите её на тело прямо из баллончика, ждёте, пока она высохнет, и вуаля – платье, подогнанное точно по фигуре.

Племя Химба

Одежда-спрей

А король-то голый

Напоследок, нечто совершенно из области фантастики. Платье Confluens, разработанное выпускницами Текстильного института им. А.Н. Косыгина и представленное на Биеннале инновационного текстиля в этом году. В помещении, где нет людей, оно абсолютно прозрачное и незаметно на теле. Однако стоит только кому-нибудь появиться поблизости, специальная система сенсоров придаст ему цвет и фактуру. Ещё этот наряд экранирует электромагнитное излучение, защищает от влаги и даёт коже дышать. Словом, это уже настоящий «городской скафандр» — удобный, практичный и универсальный, но без излишеств и блеска.

Прогресс на месте не стоит. Однако как он повлияет на развитие моды? Не станут ли модные показы и шоу чем-то музейным? Останется ли в бешеном жизненном ритме время на походы по магазинам до упаду? Вдруг весь процесс обновления гардероба сведётся к распечатке нового наряда на домашнем 3D-принтере? Или это будет гармоничный синтез, и мода не потеряет своей художественности и театральности? А как считаете Вы?

Текст: Александра Новикова

В настоящее время промышленность активно развивается по всем направлениям, а новые технологии дают дополнительный импульс к ее развитию. Их применение позволяет оптимизировать рабочие процессы и делает нашу жизнь более комфортной.

Легкая промышленность

В задачи легкой промышленности входит внедрение достижений научно-технического прогресса в сфере швейного, кожгалантерейного и других производств.

Для успешного конкурирования с китайскими фирмами очень важен оперативный обмен информационными данными. Одно предприятие зачастую имеет множество подразделений, расположенных на больших расстояниях друг от друга. Корпоративная информативная система представляет собой открытый интегрированный механизм по автоматизации всех рабочих процессов компании на всех уровнях. Она позволяет обмениваться данными внутри структуры и взаимодействовать с поставщиками. Также, эта система предупреждает о всевозможных проблемах на производстве и текущем состоянии дел.

Трехмерное конструирование

Уже несколько лет ведутся разработки по трехмерному компьютерному проектированию одежды. Специальные программы позволяют выполнять пространственное моделирование, направленное на создание «влитых» предметов гардероба. Все параметры построения редактируются и сохраняются для дальнейшего использования. Трехмерный метод конструирования обладает высокой точностью и, очевидно, что за ним будущее.

Электронные измерители

Одна из новых технологий в легкой промышленности ─ это электронные измерители. Они предназначены для удаленного измерения параметров клиентов. Такая вещь значительно упрощает работу. К тому же, обе стороны экономят свое время, что очень важно при современном ритме жизни.

Кожгалантерейная и швейная промышленность стали использовать систему автоматизированного проектирования для автоматического раскроя ткани. Это позволяет быстро и качественно смоделировать необходимые вещи. Подобная система стала неотъемлемой частью швейных и обувных предприятий. Она повышает качество посадки изделий, сокращает трудоемкость рутинных процессов и ускоряет процесс создания новых моделей.

Современные материалы

Новые материалы обладают уникальными характеристиками. К примеру, в последнее время стала очень популярна микрофибра. Она обладает следующими достоинствами:

прочностью;
воздухонепроницаемостью;
распределением статического электричества;
устойчивостью к световому и химическому воздействию.

Ее используют и для производства детской одежды, так как по своим качествам она сопоставима с натуральными тканями.

Широкое распространение в текстильной промышленности получила новая технология изготовления искусственных волокон. Материалы из полиамида отталкивают влагу и впитывают жир, но зато отличаются прочностью и износоустойчивостью. Вискозные ткани из высокомодульного волокна обладают хорошими гигиеническими свойствами. Они гладкие, легкие, имеют привлекательный внешний вид.

Еще одна инновация-изготовление текстиля на основе наноматериалов. Такие ткани обладают следующими свойствами:

теплопроводностью;
грязеотталкиванием;
водонепроницаемостью;
способностью проводить электричество.

Пищевая промышленность

Потребители сейчас избалованы и предъявляют крайне высокие требования к качеству продуктов. Это заставляет производителей использовать новейшие технологии в пищевой промышленности и постоянно совершенствовать уже имеющиеся.

Криозаморозка

Это современный и деликатный способ сохранить продукты питания. Согласно методике, для заморозки используются криогенные газы в жидкой фазе (углекислота и азот). Температура в камере во время самого процесса составляет -70 градусов. При таких значениях межклеточные структуры продукта не разрушаются, и он не теряет свои вкусовые качества. «Шоковая» заморозка позволяет хранить еду значительно дольше.

Криогенные установки компактны, поэтому экономят рабочее пространство. Также, их использование снижает затраты на электроэнергию.

Искусственное копчение

Данный метод резко упрощает производство копченой продукции, а коптильни и вовсе становятся ненужными. В мясное сырье добавляют коптильные жидкости со специями. Далее, на продукт идет воздействие электрическим полем высокого напряжения для того, чтобы ускорить процесс пропитывания. Длительность процедуры составляет всего несколько минут.

Пищевые волокна

Их добавляют в еду для изменения химических свойств и структуры. Например, целлюлоза используется для производства макарон и хлебобулочных изделий. Пектин входит в состав конфитюров, желе и мармелада. Камедь подходит для приготовления мороженого и йогуртов.

Добавление пищевых волокон востребовано потому, что оно способствует увеличению выхода готового продукта и снижению его себестоимости.

Ферменты и микробы

В лабораториях выращивают специальные бактерии, ускоряющие ферментативные процессы и задерживающие развитие патогенных микроорганизмов. Подобные бактерии полезны для человеческого организма, так как стимулируют работу желудочно-кишечного тракта. Эта новая технология нашли массовое применение в молочной промышленности. Молочные продукты обогащают веществами пребиотического и пробиотического действия.

Ферменты добавляются не только в молоко, но и в мясо. Это делается для того, чтобы подавить развитие гнилостных процессов и улучшить его консистенцию. Прочные и грубые мышечные волокна размягчаются, и степень перевариваемости продукта увеличивается. Данная технология особенно актуально при производстве полуфабрикатов и окороков.

Бактофугирование

Это методика обработки молока с использованием герметичной центрифуги, представляющая из себя выведение микроорганизмов из молока путем центрифугирования при температуре пастеризации. Это эффективный способ сокращения спор в молоке. Он получил широкое использование в сыроделии для очищения молока от маслянокислых бактерий, вызывающих пороки сыра.

Обработка ультразвуком

Последние разработки позволяют использовать ультразвуковую вибрацию для обработки мяса. Перед этим оно обязательно должен быть заморожено. Продолжительность контакта с ультразвуком зависит от свойств и размера продукта. После проведенных экспериментов было установлено, что обработка даже в течение десяти минут значительно увеличивает нежность мяса.

Обработка ударными волнами

Ударные волны оказывают на продукты механическое воздействие и способствуют размягчению мышечных тканей. Кроме того, после этого ускоренно идут процессы ферментации.

Упаковка мяса погружается в специальный сосуд и подвергается действию ударных волн, распространяющихся через несжимаемую текучую среду.

Оборудование уже применялось на практике, но разработки еще идут для усовершенствования установки.

ИТ-технологии для повышения качества продуктов

В мясной промышленности активно используются такие новые технологии, как радиационная физика. Установки с ионизирующим излучением оказывают выраженное бактерицидное действие и улучшают состояние мяса. Уничтожая патогенную микрофлору, они делают продукцию качественной и безопасной. Следует отметить, что при этом сокращается еще и время термической обработки.

Данный способ позволяет долго хранить продукцию без использования консервантов. Суть метода в стерилизации продукта и упаковки по отдельности, с последующим наполнением упаковки продуктом и закупоривании в стерильных условиях.

Скоростной контроль

Немецкой компанией Bizerba создана уникальная установка – этикетировщик GLM-levo. В его функции входит полный контроль процессов взвешивания, маркировки и этикетировки упаковок. Аппарат своевременно выявляет всевозможные ошибки и брак.

Энергосберегающие технологии

Энергосбережение является приоритетной задачей в настоящее время из-за дефицита энергоресурсов и экологических проблем. Новые технологии направлены на получение более высокого коэффициента полезного использования топливно-энергетических ресурсов.

Это популярная автоматизированная система управления, которую можно внедрять в жилые дома и офисы. Здесь используются специальные датчики и контроллеры, отслеживающие присутствие в помещении людей. В зависимости от этого включается и выключается энергообеспечение. Данная функция позволяет снизить расход энергии примерно на 40%.

Одна из последних новинок по обогреву помещения – пленочные электронагреватели. Они представляют собой инфракрасную систему, расположенную между декором и перекрытием потолка. Между пластиковыми пленками находятся многослойные резисторы, которые осуществляют обогрев. Тепловой поток равномерно распределяется по всему помещению.

Основные преимущества:

легкость монтажа;
экологичность;
экономичность.

Теплонакопители

Они являются прекрасной альтернативой электрообогревателям. Теплонакопители аккумулируют тепло ночью, а отдают его равномерно в течение всего дня. Данный вариант отлично подходит для тех мест, где действуют зонные тарифы на электроэнергию.

Преимущества:

универсальность (существует множество приборов, отличающихся по мощности);
высокое качество и современность (новые материалы, привлекательный дизайн);
пожаробезопасность (внешняя оболочка практически не нагревается);
экономичность;
надежность;
удобство.

Данные осветительные приборы просто незаменимы в сфере энергосбережения, потому что прочны, долговечны и обеспечивают высокую светоотдачу. Светодиодные лампы расходуют энергии в 20 раз меньше, чем обычные лампы накаливания. Они обладают устойчивостью к низким температурам, поэтому их можно использовать даже на улице.

«Пассивные» дома

Эта энергосберегающая технология пока преимущественно применяется в промышленности европейских стран. Особенность сооружений состоит в применении пассивных методов энергосбережения. В Германии возведено уже более 4 тысяч подобных домов. Затраты энергии на отопление в таком жилье сведены к минимуму. Вот основные принципы постройки:

термоизоляция (внешняя и внутренняя);
использование тепловых насосов;
установка батарей для использования альтернативных источников энергии;
автоматизированные системы управления техническими устройствами.

В России строительство «пассивных» домов пока не получило развития из-за их относительной дороговизны.

Для северо-западной и центральной России есть хорошее экономически выгодное и экологическое решение. Это приобретение ветрогенераторов для бытового использования. Цена подобной установки составляет около 60-80 тысяч рублей, но она окупает себя уже за пару лет эксплуатации. Кроме того, надо учитывать, что тарифы на электроэнергию постоянно повышаются, поэтому покупка будет еще более выгодной. Чтобы не переплачивать, лучше выбрать российскую или китайскую модель вместо европейских аналогов. Сейчас ветрогенераторы уже активно применяют в фермерских хозяйствах.

В будущем появится еще немало новых технологий в промышленности, которые кардинальным образом изменят наш мир. Кроме того, внедрение инноваций позволит избежать значительных финансовых и экономических затрат.