ஹார்வர்ட் விஞ்ஞானிகள் மாற்றும் ஸ்மார்ட் துணியை நெசவு செய்கிறார்கள்

ஹார்வர்ட் ஜான் ஏ. ஸ்கூல் ஆஃப் இன்ஜினியரிங் அண்ட் அப்ளைடு சயின்சஸ் (SEAS) ஆராய்ச்சியாளர்கள் பால்சன், பாரம்பரிய ஜவுளி நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, வடிவத்தை மாற்றக்கூடிய, இயக்கத்தை உணரக்கூடிய மற்றும் சுவிட்சுகளாக செயல்படக்கூடிய செயல்பாட்டு துணிகளை உருவாக்க முடியும் என்று காட்டினார். இந்த அணுகுமுறை புதிய தலைமுறை நிரல்படுத்தக்கூடிய ஜவுளிகளை முன்னேற்ற உதவும்.

கூட்டு சிறப்பு பின்னப்பட்ட துணிகளை உருவாக்கியுள்ளது, அவை ஒரு நிலையான வடிவத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்கு “உடைக்க” முடியும். இயற்பியலாளர்கள் பல நிலையான உள்ளமைவுகளை வைத்திருக்கும் இந்த திறனை மல்டிஸ்டேபிலிட்டி என்று விவரிக்கின்றனர்.

இந்த ஆராய்ச்சியை அறிவியல் வேட்பாளர் என். பட்டதாரி கௌசல்யா மகாதேவன் நடத்தினார், இவர் இப்போது கட்டியா பெர்டோல்டியின் ஆய்வகத்தில் முதுகலை பட்டதாரியாக இருக்கிறார், வில்லியம் மற்றும் ஏமி குவான் டானோஃப் அப்ளைடு மெக்கானிக்ஸ் பேராசிரியராக உள்ளார். கண்டுபிடிப்புகள் வெளியிடப்பட்டுள்ளன மேம்பட்ட செயல்பாட்டு பொருட்கள்.

ஜவுளிக்கு இயற்பியல் அறிமுகம்

“எனக்கு எப்போதும் துணிகள் மற்றும் ஜவுளிகள் மீது ஆர்வம் உண்டு, அவற்றைக் கொண்டு நாம் என்ன பொறியியலாக்கித் தயாரிக்கலாம்” என்று பெர்தோல்டியின் ஆய்வகத்தில் மாணவராகப் பணியாற்றத் தொடங்கிய மகாதேவன் கூறினார். “ஜவுளியில் பல்துறைத்திறன் பற்றிய எங்கள் கருத்துக்கள் ஜவுளி கலைஞர்களின் உத்வேகத்திலிருந்து வந்தவை மற்றும் அவர்கள் எவ்வாறு கட்டமைப்புகளை அணுகுகிறார்கள் என்பதோடு அவர்களை எவ்வாறு அணுகுவது என்பதும் ஆகும். [Bertoldi’s] ஆய்வகம் பாரம்பரியமாக திடப்பொருட்களில் உள்ள நேரியல் அல்லாத இயக்கவியல் பற்றி சிந்திக்கிறது. இந்த சூழலில் ஜவுளி பற்றி சிந்திக்க முயற்சித்தோம்.”

வளைந்து பின்னர் வைத்திருக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட பொருட்கள் பெரும்பாலும் பாலிமர்களை மோல்டிங் செய்வதன் மூலமும், அவற்றில் எஞ்சியிருக்கும் அழுத்தங்களை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலமும் தயாரிக்கப்படுகின்றன. ஆனால் அவ்வாறு செய்வதன் மூலம், தொப்பிகள் மற்றும் கையுறைகள் தயாரிக்க பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் அதே தொழில் நுட்பமான பின்னல், நூலை மட்டுமே பயன்படுத்தி சிக்கலான வளைந்த கட்டமைப்புகளை உருவாக்க முடியும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்டினர்.

குழுவானது அதிக மீள் தன்மை கொண்ட நூல்களைத் தேர்ந்தெடுத்தது மற்றும் தகடு எனப்படும் பின்னல் முறையைப் பயன்படுத்தியது, இது துணியின் எதிர் பக்கங்களில் வெவ்வேறு நூல்களை வைப்பதை உள்ளடக்கியது. இந்த கலவையானது அடர்த்தியான மற்றும் அடர்த்தியான துணிகளை உருவாக்கியது, அவை இயற்கையாகவே முப்பரிமாண வடிவங்களில் மடிகின்றன. செதுக்கப்பட்ட டி-ஷர்ட்டின் கீழ் விளிம்பு சுருட்டக்கூடிய அதே அடிப்படை நடத்தையையே விளைவு சார்ந்துள்ளது.

“நூலின் தேர்வு மற்றும் இயந்திர அளவுருக்களின் தேர்வு ஆகியவை அடிப்படையில் முடிந்தவரை விரைவாக ஒரு துணியைத் தேர்வுசெய்ய அனுமதித்தன” என்று மகாதேவன் கூறினார்.

திடமான வடிவங்களுக்கு இடையில் ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும் துணிகள்

ஆராய்ச்சியாளர்கள் பின்னர் கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து கோடுகளை ஒரு முறையான கலவையில் வைத்தனர். இது வெவ்வேறு உள்ளமைவுகளுக்கு இடையில் ஒடிப்போகும் துணிகளை உருவாக்க அனுமதித்தது மற்றும் ஒவ்வொன்றிலும் நிலையானதாக இருக்கும், ஒளி சுவிட்ச் ஆன் அல்லது ஆஃப் இருக்கும்.

துணியின் வடிவியல் மற்றும் பொருள் பண்புகள் இந்த உடனடி நடத்தையை எவ்வாறு பாதித்தது என்பதைப் படிப்பதன் மூலம், பின்னப்பட்ட துணிகள் மிகவும் நீடித்ததாக இருக்க அனுமதிக்கும் உடல் நிலைமைகளை குழு கண்டறிந்தது. ஒவ்வொரு நூலையும் மாதிரியாக மாற்ற முயற்சிப்பதை விட, ஒவ்வொரு ஜவுளியையும் தொடர்ச்சியான பொருளாகக் கருதுவதன் மூலம் அவர்கள் நடத்தையை வெற்றிகரமாக மாதிரியாகக் கொண்டனர்.

நடைமுறை சாதனங்களில் தொழில்நுட்பத்தை எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதைக் காட்ட ஆராய்ச்சியாளர்கள் மெல்லிய இழைகளைச் சேர்த்தனர். இந்த கடத்தும் இழைகள் பின்னப்பட்ட கட்டமைப்புகளை நெகிழ்வான, நீட்டக்கூடிய மின் சுவிட்சுகளாக மாற்றியது, அவை ஒரு கட்டமைப்பிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறும்போது மின் நிலைகளை மாற்றும்.

படி கவுண்டர்கள் முதல் நிறம் மாறும் விளக்குகள் வரை

ஒரு ஆர்ப்பாட்டத்தில், குழு பல அடுக்கு ஜவுளியை உருவாக்கியது, இது ஜவுளி நகரும் போது அதன் நிலையான நிலைகளுக்கு இடையில் LED ஐ ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்யும்.

முழங்கால் அல்லது முழங்கைக்கு மேல் அணியக்கூடிய அணியக்கூடிய பின்னல் சுவிட்சையும் அவர்கள் தயாரித்தனர். மூட்டை வளைப்பதன் மூலம் உருவாகும் நெகிழ் இயக்கத்தை Arduino மூலம் கண்டறியலாம் மற்றும் படிகளை கணக்கிட பயன்படுத்தலாம்.

மற்றொரு முன்மாதிரியானது, மூன்று தனித்தனி மல்டி-ஃபங்க்ஷன் சுவிட்சுகள் கொண்ட மறுகட்டமைக்கக்கூடிய விளக்கு நிழல் ஆகும். உள்ளமைவுகளுக்கு இடையில் துணி துண்டுகள் நீட்டப்பட்டதால் ஒவ்வொரு சுவிட்சும் வெவ்வேறு நிற ஒளியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த சாதனங்கள், திட்டத்தின் மற்ற எடுத்துக்காட்டுகளுடன், சமீபத்திய கலை ஆய்வக நிறுவலில் காட்சிக்கு வைக்கப்பட்டன.

வெவ்வேறு வண்ணங்களில் பொருந்தக்கூடிய பல நிலையான சுவிட்சுகளுடன் சரிசெய்யக்கூடிய விளக்கு நிழல்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர்.

அளவிடக்கூடிய ஸ்மார்ட் டெக்ஸ்டைல்களுக்கான ஒரு சாத்தியமான பாதை

முக்கியமாக, மகாதேவனும் அவரது சகாக்களும் பயன்படுத்தும் இயந்திரங்கள் ஏற்கனவே ஆடைத் தொழிற்சாலைகளில் காணப்படும் தொழில்துறை பின்னலாடை உபகரணங்களைப் போலவே இருக்கின்றன. தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையிலான சாதனங்கள் ஒப்பீட்டளவில் விரைவாக அளவிடப்பட வாய்ப்புள்ளது என்பதை இந்த இணக்கத்தன்மை காட்டுகிறது.

விஞ்ஞானக் கண்ணோட்டத்தில், இந்த வேலை துணியை நேரியல் அல்லாத இயந்திர மெட்டா மெட்டீரியல் துறைக்கு நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது. இந்த பொறிக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகள் பயனுள்ள செயல்பாடுகளை வழங்கும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வழிகளில் வளைக்கவும், திருப்பவும் மற்றும் வளைக்கவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

மென்மை, தடையற்ற கட்டுமானம் மற்றும் செயல்பாடு ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கும் துணிகளை உருவாக்குவதற்கு பல நிலைத்தன்மையைப் பயன்படுத்துவதற்கான கூடுதல் வாய்ப்புகளை மகாதேவன் காண்கிறார். எதிர்காலத்தில், உடல் இயக்கத்தை அமைதியாக கண்காணிக்கும், தொட்டுணரக்கூடிய கருத்துக்களை வழங்க அல்லது தேவைக்கேற்ப உடல் வடிவத்தை மாற்றக்கூடிய துணிகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கற்பனை செய்கிறார்கள்.

ஆராய்ச்சிக்கு NSF மானியம் DMR-2011754 மற்றும் ARO MURI திட்டம் W911NF-22-1-0219 ஆதரவு அளித்தன. ONR DURIP விருது N00014-19-1-2220 மூலம் உபகரணங்களை ஆதரிக்கிறது.