نساجی هوشمند چیست؟ تاریخچه منسوجات هوشمند

از روزگارانی که بشر اولیه از پوست حیوانات برای پوشش خود استفاده می‌کرد تا به امروز شاهد آن هستیم که لباس‌ها و منسوجات با تغییرات زیادی همراه شده است. تا همین چند سال پیش کمتر افرادی می‌دانستند که منسوجات چیست و چه کاربردهایی دارد؛ ولی امروزه این کلمه در بخش‌های مختلف شنیده می‌شود.

صنعت نساجی هر روز تلاش می‌کند تا محصولی جدید، کاربردی و متفاوت به جهان ارائه کند که راحتی بیشتر را برای تمام مردم به همراه داشته باشد. در این میان یکی از جدیدترین تکنولوژی‌هایی که در حوزه نساجی پا به عرصه گذاشته، نساجی هوشمند است که نتیجه آن منسوجاتی متفاوت است.

منسوجاتی متفاوت از چیزی است که تابه‌حال دیدیم و حتی در برخی موارد، این صنعت در کنار جذابیت‌های متعدد خود، کمی ترسناک و مبهم به نظر می‌رسد. شاید تعریف دقیق نساجی هوشمند کمی سخت باشد؛ اما برای اینکه شما را از سردرگمی در بیاوریم پیشنهاد می‌کنیم که تا پایان صفحه همراه ما بمانید تا با تعریف دقیق این نوع صنعت جدید و جذاب بیشتر آشنا شوید.

منسوجات هوشمند چیست؟

منسوجات هوشمند چیست؟ نساجی هوشمند که نام‌های دیگری مانند نساجی الکترونیکی را به خود اختصاص داده و پارچه‌های هوشمند تولید می‌کند، در اصل نوعی از نساجی است که محصولات و منسوجات آن حاوی اجزای الکترونیکی هستند و امتیازات و ویژگی‌های انواع پوشیدنی‌ها، خودروها و سایر محصولات را افزایش می‌دهند.

به عبارت دیگر محصولات ساخته شده بر اساس نساجی هوشمند از اجزای الکترونیکی خاصی با هدف ادغام با پارچه استفاده می‌کند تا ویژگی‌های متفاوتی به آن نوع منسوجات اضافه شود. اگرچه نساجی هوشمند مهم‌ترین نامی است که برای این صنعت استفاده می‌شود؛ اما مفاهیم دیگری مانند نساجی فنی، نساجی کاربردی، پارچه کاربردی، نانو پارچه، پارچه الکترونیکی هوشمند و غیره نیز برای صنعت نساجی هوشمند و محصولات تولیدی آن به کار می‌رود.

از سوی دیگر فناوری نساجی هوشمند درست شبیه یک لایه الکترونیکی لومیا عمل می‌کند و باعث می‌شود که عملکرد و کاربردهای متنوعی را برای کالاهای نرم و پارچه‌ای فراهم کند. بنابراین یک پارچه از نظر گرمایش، روشنایی و فناوری حسگر، قابلیت‌های جدیدی پیدا می‌کند که متفاوت از سایر پارچه‌ها است. با توجه به تعریف بیان شده می‌توان به این نتیجه رسید که نساجی هوشمند فقط در زمینه پارچه کاربرد ندارد؛ بلکه برای سطوح دیگری مانند چوب و پلی کربنات نیز قابل استفاده است.

مطالعه بیشتر: پارچه از چی درست میشه

تاریخچه نساجی هوشمند

قبل از آشنایی با این سوال که نساجی هوشمند چیست با تاریخچه آن آشنایی پیدا کنید. جالب است بدانید که در قرن ۱۶ میلادی الیاف رسانا و لایه‌های الکترونیکی که امروزه در این نوع نساجی به کار می‌رود به دوران الیزابت برمی‌گردد. زمانی که نخ‌های طلا در لباس‌های فاخر بافته می‌شد تا نمایی درخشان پیدا کند. در حال حاضر نیز اغلب از نخ‌های نیکل و نقره که قابلیت رسانایی برق دارند استفاده می‌شود.

البته آنچه در دوران الیزابت و پادشاهان در بافت الیاف لباس‌ها استفاده می‌شد، فقط برای تزیین لباس‌های فاخر پادشاه و افراد مهم بود و کارکرد دیگری نداشت. بعد از آن شاید تا قرن بیستم اتفاقی در زمینه نساجی هوشمند و تولید لباس‌هایی با قابلیت‌های ویژه نیفتاد. اما به مرور از سال ۲۰۰۷ میلادی تا به امروز افراد، گروه‌ها و شرکت‌های متفاوتی پروژه‌هایی در زمینه نساجی و منسوجات هوشمند انجام دادند.

به طور مثال در سال ۲۰۱۵ پروژه ژاکارت گوگل برای تولید منسوجات الکترونیکی راه‌اندازی شد. همچنین در همین سال استودیوهایی مانند Wearable Experiments، Interwoven و The Crated تلاش کردند تا در زمینه منسوجات الکترونیکی و فناوری‌های پوشیدنی نامرئی ایده‌ها و روش‌های جدیدی را استفاده کنند.

شاید به خواندن مطلب زیر نیز علاقه داشته باشید: منسوجات بی بافت چیست

تقسیم بندی نساجی هوشمند

نساجی هوشمند چیست؟ اگرچه این تکنولوژی بسیار جدید و تازه است؛ اما شاخه‌های متعددی را به خود اختصاص داده است. به‌صورت کلی دو نوع فناوری نساجی هوشمند شامل نساجی غیر فعال و فعال وجود دارد که در ادامه با تعریف و کاربرد آن‌ها در تولید پوشاک و موارد دیگر آشنا می‌شویم.

1) نساجی هوشمند غیرفعال

در ادامه این سوال که منسوجات هوشمند چیست به معرفی نساجی هوشمند غیر فعال می‌رسیم. به ‌صورت کلی منسوجات هوشمند غیرفعال به آن دسته از منسوجات هوشمندی گفته می‌شود که عملکردی فراتر از منسوجات بافته شده سنتی دارند و نسل اول نساجی هوشمند به شمار می‌روند. به عبارت دیگر باید گفت که این نوع منسوجات امکانات و فناوری‌های نساجی هوشمند فعال را ندارند و با تغییر شرایط محیطی تغییری در آن‌ها ایجاد نمی‌شود.

به ‌عنوان مثال و برای توضیح بیشتر می‌توانید یک پارچه خنک‌کننده را در نظر بگیرید که به تنظیم دمای بدن کمک می‌کند؛ اما دارای خنکی پارچه از نوع فعال و هوشمند نیست بلکه به خاطر متریال و جنسی است که در بافت الیاف آن به کار رفته است. این نوع پارچه به شما کمک می‌کند تا رطوبت بدن سریع‌تر تبخیر شود و احساس آرامش بیشتری در زمان گرما برای کاربر خود فراهم نماید.

نساجی هوشمند غیرفعال و محصولات بافتی تهیه شده از آن شامل پوشاک و انواع کالاهای دارای فناوری نانو محافظ UV، کالاها و پوشاک ضد میکروبی رسانا و کالاهای ضد استاتیک هستند. علاوه بر آن صنعت نساجی هوشمند غیرفعال در تولید انواع محصولات پوشیدنی نیز کاربرد دارد تا کیفیت و ویژگی‌های ممتاز آن محصول را افزایش دهد.

به طور مثال پارچه‌های کفشی که از این فناوری استفاده کرده باشند خواص ضد میکروبی دارند و در نتیجه بوی کمتری ایجاد می‌کنند. علاوه بر آن پارچه‌های بافت تولید شده با نساجی هوشمند غیرفعال دارای رنگ‌دانه‌های تثبیت شده در برابر اشعه ماورای بنفش هستند و این موضوع کمک می‌کند تا رنگ و دوام آن‌ها در برابر اشعه‌های خشن خورشید به‌خوبی حفظ شود.

در عین حال می‌توان به پروژه هرکولیت اشاره کرد که انواع منسوجات کامپوزیت پی وی سی را تولید می‌کند. خرید پارچه هرکولیت دوام بالایی دارد و برای تولید انواع لباس‌های نظامی، لباس‌های مراقبت بهداشتی و دریایی به کار می‌روند.

کاربرد نساجی هوشمند غیرفعال

اگر تا اینجا متوجه شده‌اید که نساجی هوشمند چیست باید به کاربرد آن توجه کنید. به‌صورت کلی محصولات تولید شده از نساجی هوشمند فعال و غیرفعال کاربردهای متعددی دارند؛ اما به طور ویژه در این مقاله به فناوری‌های پوشیدنی و لوازم جانبی خودرو اشاره می‌کنیم. رایج‌ترین کاربرد نساجی هوشمند غیرفعال در حوزه تولید لباس‌ها و پوشیدنی‌های پزشکی است.

این لباس‌ها دارای ویژگی‌های متعددی مانند محافظ اشعه ماورا بنفش هستند و عناصر غیر فعالی مانند روشن کننده‌های نوری و جاذبه اشعه ماورا بنفش به آن‌ها اضافه می‌شود تا خواص محافظتی خوبی در برابر نور خورشید داشته باشند. زمانی که از این مواد در تولید پارچه الیاف طبیعی و منسوجات هوشمند غیرفعال استفاده می‌شود، کمک می‌کند که لباس از آسیب پوست در برابر نور خورشید جلوگیری کند.

علاوه بر آن منسوجات هوشمند غیرفعال دارای خاصیت ضد میکروبی هستند. این پوشیدنی‌ها از رشد باکتری‌ها حاصل از تعریق جلوگیری می‌کند و از این نظر نیز دارای ویژگی ممتاز به حساب می‌آیند.

2) نساجی هوشمند فعال

دسته دیگر از محصولات هوشمند که عملکرد بسیار بهتری دارند و با تغییرات محیط خارجی یا ورودی‌های کاربر، اطلاعات و عملکرد خود را تطبیق می‌دهند. این دسته از منسوجات در دسته فناوری نساجی هوشمند فعال هستند. محصولاتی که گرما را ذخیره و تنظیم می‌کنند و کاربردهای انعطاف‌پذیر متعددی را برای کاربران فراهم می‌نمایند.

جالب است بدانید که تفاوت این دو نوع نساجی در این است که منسوجات هوشمند غیرفعال برای عملکرد به ساختار بافت خود متکی است؛ اما منسوجات هوشمند از الکتریسیته استفاده می‌کنند و محرک‌ها و حسگرها را به خوبی پشتیبانی می‌کنند. الیاف الکترونیکی که در محصولات تولید شده در نساجی هوشمند فعال به کار می‌رود به پارچه‌های هوشمند این امکان را می‌دهد تا به ‌راحتی دما و حسگرها را لمس کنند و اطلاعات بی‌شماری درباره محیط خارجی را پردازش و تفسیر نمایند.

از جمله محصولاتی که در زمینه پارچه هوشمند فعال در حال حاضر در بازار جهانی دیده می‌شود می‌توان به لایه الکترونیکی Loomia اشاره کرد که در تولید پوشیدنی‌ها، خودرو و سایر محصولات کاربردی در حوزه نساجی کاربرد دارد و انعطاف‌پذیری زیادی در آن تعریف شده است.

همچنین از جمله ویژگی‌های منسوجات هوشمند فعال می‌توان به فناوری تنظیم حرارت هوشمند اشاره کرد که تنظیم و حرارت با توجه به دمای بدن فعال می‌شود و کاربر حس خوبی از لباس در دماهای مختلف خواهد داشت.

کاربرد نساجی هوشمند فعال

منسوجات هوشمند فعال نیز طیف بسیار زیادی از قابلیت‌ها را برای کاربران در صنایع مختلف فراهم می‌کنند. ویژگی‌هایی که محصولات تولید شده در نساجی هوشمند غیرفعال فاقد آن است و عملکرد ویژه‌تری برای کاربران ایجاد می‌کند. به‌صورت کلی منسوجات هوشمند فعال نسبت به محیط خارجی واکنش سریع داشته و سریع عملکرد خودشان را با آن تطبیق داده و تغییر می‌کنند.

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌ها در محصولات تولید شده از نساجی هوشمند فعال امکان تنظیم حرارت در لباس و پوشیدنی است. به ‌طور خاص لباس‌ها و پوشیدنی‌هایی که دمای بدن را تنظیم می‌کنند در دسته محصولات تولید شده نساجی هوشمند فعال هستند. برای تولید چنین لباس‌هایی یک لایه الکترونیکی در لباس‌ها ادغام شده تا امکان تنظیم حرارت بدن مطابق با دمای محیط ایجاد شود. این فناوری کمک می‌کند تا افراد مسن و افرادی که در شرایط پزشکی ویژه قرار دارند، در شرایط مطلوبی از نظر درجه حرارت بدن قرار بگیرند و با افت دمای بدن و افزایش بیش از حد آن روبرو نشوند.

یکی دیگر از کاربردهای این صنعت تولید حسگرهای صندلی و گرمایشی در صنعت خودرو است. منسوجات هوشمند فعال در تولید صندلی‌ها و روکش آن‌ها به کار می‌رود و توانایی تشخیص وزن و اندازه راننده را بر اساس سنسورهای فشار که در آن تعبیه شده دارد؛ بنابراین یکی از مهم‌ترین محصولات تولید شده در این صنعت صندلی‌های گرمکن هستند که دمای متعادل را برای راننده و سرنشینان فراهم می‌کنند.

مواد و متریال قابل استفاده در نساجی هوشمند

برای تولید انواع منسوجات هوشمند که قابلیت تعامل و برقراری ارتباط با محیط بیرون داشته باشد باید از متریال ویژه استفاده شود. مهندسین این حوزه از الیاف فلزی، مواد کرومیک، پوشش با نانوذرات، موادی که شکل و توانایی نگهداری حافظه دارند، الیاف نوری و پلیمرهای رسانا استفاده می‌کنند.

این الیاف با سایر الیاف طبیعی موجود در لباس مخلوط شده و رشته‌هایی هوشمند برای تولید انواع پوشاک، تجهیزات نظامی و لباس‌های پزشکی ایجاد می‌کنند. در ادامه با چند مدل از لباس‌هایی که با استفاده از فناوری نساجی هوشمند تولید شدند آشنا می‌شویم.

1. شنل نامرئی Invisible Cloak

از پوشیدن یک شنل با قابلیت‌های نامرئی چه حسی به دست می‌آورید؟ جالب است بدانید که یک دانشمند ژاپنی در دانشگاه توکیو یک شنل نامرئی با استفاده از فناوری نساجی هوشمند تولید کرده که با پوشیدن آن فرد پوشنده لباس نامرئی به نظر می‌رسد.

برای توضیح بیشتر باید گفت که در پشت این شنل یک دوربین نصب شده که امکان ضبط حرکت اشیا، افراد و اتفاقات را در پشت سر کاربر لباس فراهم می‌کند و تصویر آن را در جلوی شنل به نمایش می‌گذارد. در نتیجه این تصویر پردازی باعث ایجاد این توهم است که فرد استفاده کننده از لباس نامرئی به نظر می‌رسد.

2. حلقه هوشمند Orii

حلقه هوشمند درست شبیه به یک دستیار صوتی عمل می‌کند و با استفاده از حلقه خواهید دید که انگشت شما تبدیل به گوشی هوشمند می‌شود. برای کارکرد این حلقه رسانش استخوان به کار رفته است. علاوه بر آن در حلقه از لایه‌های سیلیکونی برای ایجاد طراحی مقاوم و ضد حساسیت استفاده شده است.

با در دست داشتن این حلقه و قرار دادن آن در انگشت خود خواهید دید که ارتعاشات از طریق انگشت مستقیم به گوش فرستاده می‌شوند و به‌ راحتی می‌توانید با انگشت خود حرف بزنید و گوش دهید و نیاز به گوشی هوشمند نداشته باشید.

این حلقه جادویی امکان نوشتن پیامک، هواشناسی، تایمر، یافتن مسیرهای نقشه، ارسال پیام و بسیاری موارد دیگر را برای کاربران خود فراهم می‌کند. علاوه بر آن مقاومت در برابر آب و رطوبت را باید به ویژگی‌های این حلقه جادویی اضافه کرد.

 دنیای جذاب منسوجات هوشمند

در این صفحه اطلاعات مختلفی درباره اینکه منسوجات هوشمند چیست و در مورد دنیای منسوجات الکترونیکی را با هم مرور کردیم. دنیایی پیچیده و چند وجهی که در ابتدای راه خود است و هنوز بسیاری از ویژگی‌ها و امتیازات یا حتی ابهامات خود را برای ما به نمایش نگذاشته است.

شاید این حد از تکنولوژی و پیشرفت آن گاهی اوقات ترسناک باشد یا حتی کاربردهای متعدد و متنوعی که برای افراد در صنایع مختلف ایجاد می‌کند، هیجان‌انگیز و جذاب به نظر برسد. با این حال امیدواریم که تا حدودی با این صنعت جذاب و عجیب در تولید انواع پارچه‌ ها و همچنین محصولات و کارکرد آن در حوزه پوشیدنی‌ها، خودروها، پزشکی و غیره آشنا شده باشید.

سوالات متداول