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La Universidad de Harvard desarrolla tejidos de punto programables

Investigadores de Harvard desarrollan tejidos de punto programables

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard han demostrado que, de punto textilValorados durante mucho tiempo por su suavidad y flexibilidad, también pueden funcionar como sistemas mecánicos programables. Liderado por Kausalya Mahadevan, el equipo colaboró ​​con el laboratorio de Katia Bertoldi para desarrollar tejidos paño Cambie rápidamente entre múltiples configuraciones 3D estables sin depender de piezas rígidas o ensamblajes complejos. La investigación, publicada en Advanced Functional Materials, demuestra cómo crear metamateriales mecánicos mediante tejido de trama utilizando máquinas de tejer industriales estándar.

El trabajo se centró en la multiestabilidad, o la capacidad de una estructura para permanecer estable en múltiples formas, y los investigadores generaron este comportamiento completamente a través de la selección de hilos, la geometría del tejido y los parámetros de fabricación. El equipo produce textiles densos mediante un alto grado de integración. hilo elástico Utilizando una técnica llamada galvanoplastia. Naturalmente, se curvan en formas tridimensionales y luego se rompen entre estados estables bajo deformación.

La Universidad de Harvard desarrolla tejidos de punto inteligentes que pueden cambiar rápidamente y detectar formas estables - 1
Pantalla reconfigurable con interruptores multiestables para diferentes colores de luz | Todas las imágenes son cortesía de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS)

Los tejidos conductores podrían servir como sensores portátiles

Los investigadores de Harvard explotan la geometría interna del tejido de punto para crear movimientos programables. Al variar la disposición de las franjas horizontales y verticales, identificaron combinaciones que realizan una transición confiable entre diferentes configuraciones, de manera muy similar a la acción mecánica de un interruptor de luz tradicional. El modelado computacional muestra además que el tejido se puede predecir como un material continuo, eliminando la necesidad de simular cada bucle de hilo individual.

El enfoque vincula la fabricación textil con el creciente campo de los metamateriales mecánicos, donde la geometría es un factor que determina el comportamiento del material. Si bien estos sistemas generalmente se crean mediante moldeo, fabricación aditiva o producción de compuestos especializados, el equipo de Harvard demostró que puede ocurrir un comportamiento mecánico no lineal similar en procesos de tejido industrial estándar que ya se utilizan en toda la industria de la confección.

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Los investigadores utilizan hilos muy elásticos para crear textiles densos que pueden encajar en diferentes estructuras.

Los tejidos inteligentes podrían permitir la tecnología portátil

Para explorar aplicaciones funcionales, los investigadores integraron hilos conductores en textiles, lo que permitió cambios de forma y al mismo tiempo alteró la conectividad eléctrica. En un prototipo, una carcasa de tejido elástico actúa como interruptor para un LED. Otro prototipo coloca textiles en las rodillas o los codos y detecta electrónicamente el movimiento de rotura para calcular el movimiento. El tercero transforma una pantalla de lámpara tejida en un sistema de iluminación interactivo, con diferentes estados estables que activan diferentes colores a medida que la tela cambia de configuración.

Estas demostraciones muestran que las estructuras tejidas pueden evolucionar hacia interfaces receptivas integradas directamente en materiales blandos. Este trabajo también apunta a la escalabilidad práctica, ya que el tejido se produjo utilizando una máquina de tejer por trama disponible comercialmente. La infraestructura de fabricación textil existente tiene el potencial de crear tejidos responsivos sin cambiar fundamentalmente los métodos de producción, proporcionando un camino para interfaces portátiles, robótica suave, interiores adaptables y productos programables.

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Información del proyecto:

Investigación: Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de la Universidad de Harvard (SEAS) | @harvardseas

Investigador principal: Kausalya Mahadevan

Investigador principal: Katia Bertholdi

publicación: Materiales funcionales avanzados

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