INNOVATION TEXTILES. MAIN TYPES AND APPLICATIONS

Назаров Ю.В.¹, Попова В.В.²

¹ORCID: 0000-0002-3043-3654, Доктор искусствоведения, ²ORCID: 0000-0002-9032-8266, Аспирантка, Московский Государственный Университет Дизайна и Технологии

ИННОВАЦИОННЫЙ ТЕКСТИЛЬ. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Аннотация

В статье рассмотрены основные инновационные направления  в технологии разработки и производства тканей, объединённые под общим названием «нео-текстиль». В статье представлен обзор основных видов подобных материалов. Данная группа охватывает практически все новые виды текстиля, в том числе и материалы с активными функциями. Сегодня существуют три семейства подобных материалов: электронный текстиль, текстиль с активными свойствами и эко-техно текстиль. Существенной характеристикой электронных текстильных изделий является наличие источника питания для осуществления их потребительских функции. Так же в статье рассмотрены наиболее существенные характеристики и области применения инновационных текстильных материалов.

Ключевые слова: инновационный текстиль, материалы, умные ткани, инновационные направления, электронный текстиль, активный текстиль, эко-техно текстиль.

Nazarov Y.V.¹, Popova V.V.²

¹ORCID: 0000-0002-1825-0097, PhD in Arts, ²ORCID: 0000-0002-1825-0023, Postgraduate student, Moscow State University of Design and Technology

INNOVATION TEXTILES. MAIN TYPES AND APPLICATIONS

Abstract

In this article have represented the basic directions of innovation under the name "Neo-textiles". The article has provides an overview of the main types of such materials. This group covers almost all new fabrics, including materials with active functions. Today there are three families of similar materials: electronic textiles with active properties and eco-tech textiles. The essential characteristic of the electronic textile products needs the power supply for its consumer functions. Also in the article have presented the most important characteristics and applications of innovation textile materials.

Keywords: Innovative textiles materials, smart fabrics, innovative directions, electronic textiles, textile active, eco-techno textiles.

Активное развитие науки и продвижение передовых технологий на современном этапе явилось основой для формирования новой области знаний - инновационного материаловедения - и стало причиной появления новой категории материалов - так называемых «умных тканей». Их особенность заключается в реакции на изменение состояния окружающей среды, а также состоит в способности изменять свои свойства в зависимости от внешних факторов. «Умные» материалы комфортнее, чем традиционные: греют в мороз, охлаждают в жару и даже меняют размеры в зависимости от температуры. В дизайне костюма и экспериментальном дизайне применение новых тканей способствует разработке уникальных многофункциональных объектов, не имеющих аналогов в дизайнерской практике. «Умные материалы» иногда представляют собой целый программно-аппаратный комплекс, состоящий из всевозможных сенсоров, миниатюрных процессоров и исполнительных наноустройств.

В разнообразной палитре текстильных изделий технического назначения (ТИТН), начиная с 1990 года выделились несколько инновационных направлений под общим названием «нео-текстильные изделия». Эта группа   охватывает практически все новые ткани, в том числе и материалы с активными функциями. Сегодня существуют три семейства подобных материалов: электронный текстиль, текстиль с активными свойствами и эко-техно текстиль. Существенной характеристикой электронных текстильных изделий является наличие источника питания для осуществления их потребительских функции. Электронные текстильные материалы и активные текстильные материалы появились одновременно, в 1990-х годах. Эко-техно текстиль, образовавший новую категорию материалов, возник недавно, в начале 2010-х годов. Он является флагманом эко-технологии, его применение позволяет развивать природоохранную деятельность посредством восстановления и защиты  окружающей естественной среды. Данные три семейства тканей используются во всех разделах ТИТН.

Электронный текстиль является материалом, проводящим и одновременно потребляющим электрическую энергию. Он объединил две ранее самостоятельные области: текстиль и электронику. Текстильный материал является основой, на которой устанавливаются разнообразные электронные устройства. Порой текстиль включает в себя различные датчики и контактные кабели. Схематически электронное подобное устройство состоит из микроконтроллера, подключенного к внешнему устройству, являющемуся датчиком, переключателей, батарей питания и внешних устройств, таких как колонки, дисплеи, светодиоды, электролюминесцентные экраны, объективы и т.п.

Микроконтроллер является упрощенной версией компьютера, контролирующего вход и выход информации. Внутри микроконтроллера находится чип, выполняющий ранее установленную программу и сохраняющий в своей памяти поступающую информацию. При наличии питания от батареи он может работать автономно, в современной терминологии данное устройство называется «бортовое». Встроенные чипы активно используются для изготовления спортивной одежды и костюмов для различных шоу-программ. Когда технические компоненты имеют небольшой размер, принято говорить о микроэлектронике. Есть два типа электронных устройств: аналоговые и цифровые. Аналоговые электронные устройства используют электрические и механические компоненты.

Компоненты цифровой электроники, являющиеся наиболее простыми и исторически первыми, были получены благодаря применению программирования. Это обстоятельство вынуждает производителей электронного текстиля в дополнение к знаниям собственно электроники также изучать язык программирования. Обычно используемые в электронном текстиле устройства генерируют свет (электролюминесценция, LED, волоконная оптика, OLED), включают звуковые колонки (MP3, устройства связи), проецируют изображение (ЖК экраны, OLED, LCD), обладают тепловыми свойствами (резистивные волокна, волокна с памятью формы). В настоящее время существуют и разрабатываются чипы, принимающие и обрабатывающие сигналы от нескольких датчиков (давление, температура, акселерометр, влажность, пульс, газ и т.д.). Такие ткани имеют как правило два активных режима. Эти функции являются обратимыми, так как текстильное изделие может перемещаться из пассивного состояния в активное с помощью переключателя. Ткани могут быть интерактивными, поскольку они реагируют на внешние раздражители, отвечая на сигналы. Когда программное обеспечение обладает обширными возможностями, у потребителей создаётся ощущение, что они имеют дело с «умными» тканями. Но такой эффект возможен только в результате создания сложных сценариев с помощью дизайна и информационных технологий.

Активный текстиль не требует электропитания для своего функционирования. Такой материал широко используется в текстильной, косметической, химической и парфюмерной области. Как и в электронном текстиле ткань формирует преимущественно подложку, на которой данная технология и применяется. Наружный слой может быть нанесён с помощью печати или химической отделки, то есть влажным способом; путём заполнения (погружения ткани в ванну) или распыления. Наиболее распространенные технологии связаны с интегрированием в ткань ароматных молекул, косметических или термохромных волокон в виде микрокапсул для предохранения от неприятных запахов, для сохранения тепла и создания эффекта люминесценции. Эти ткани имеют два режима работы: активный и пассивный. Материалы являются обратимыми, они способны изменять внешний вид и возвращаться к своему первоначальному состоянию, изменяя такие внешние параметры, как температура, влажность или давление. Они способны реагировать на индивидуальное состояние пользователя, изменяя свой цвет и форму.

Третьим семейством текстильных изделий, обладающим активными функциями, является эко-техно текстиль. Следует отметить, что данное направление производства не предполагает простую «вторичную переработку» самого продукта. Оно связано с учётом ограничений при разработке заданий на проектирование и при дальнейшем изготовлении текстиля, применяемого для всех областей. Эко-техно текстиль подразумевает использование новых оригинальных технологий в сочетании с эко-ответственностью, выходящей за рамки жизненного цикла самого материала. На данный момент внедрено лишь небольшое число подобных проектов. Но благодаря творчеству и научному поиску исследователей рождается новое семейство материалов, заслуживающее внимательного рассмотрения. Без сомнения, процесс создания подобных тканей в большой степени разрушает сложившиеся стереотипы. Эти текстильные изделия по большей части находятся в процессе маркетинговых исследований. Эко-текстиль разрабатывается на основе партнерства между промышленными дизайнерами и научно-исследовательскими лабораториями. Иногда сами технологии являются катализатором в работе, иногда, наоборот, творческие рычаги помогают найти новые направления в технологических исследованиях. Порой креативный подход является единственным способом для преодоления конкретных трудностей, но он всегда соседствует с находящимся на первом плане ответственным подходом. Здесь речь ещё не идёт об экодизайне, устойчивом развитии или экологическом сознании, но всем участникам данного процесса ясно, что необходимо найти решения для непредсказуемого завтрашнего дня. Есть много областей, где уже применяется эко-текстиль: например, это ткань, обеззараживающая окружающий воздух с помощью ультрафиолетового излучения, проводимого с помощью оптических волокон Brochier; это использование текстиля в производстве биотоплива из микроводорослей в проекте «Занавес из водорослей» группы лондонских дизайнеров под названием Loop. Некоторые из подобных проектов уже являются частью коллекций WattWatch™, принадлежащей Marithé et Francois Girbaud. Интересно отметить, что большинство исследований производится в области отделки тканей, выбранного в качестве стратегического направления для творчества и для учёта экологических факторов, связанных с охраной окружающей среды.

Литература

1. Бост Ф., Кросетто Г. Инновационный текстиль и активные материал. – 2014. С. 22-33.

References

1. Bost F., Crosetto G. Textiles innovations et matieres actives. – 2014. P. 22-33.