Ebben a blogbejegyzésben feltárjuk azokat a lehetőségeket, amelyekkel az intelligens textiltechnológia forradalmasítja a színeket a divatban és más iparágakban.
Milyen színű ruhákat veszel? Valamennyien feltettük már magunknak ezt a kérdést egy-egy ruhaállvány előtt állva. Noha az egyén számára ez csak az élet egyik kisebb gondja lehet, a divatipar évszázadok óta birkózik ezzel a kérdéssel. A mai pluralista társadalomban, amely az „ízlés tiszteletében” gyökerezik, szinte lehetetlen olyan termékcsaládot létrehozni, amely pontosan megfelel az egyes egyének igényeinek, ezért a korlátozott erőforrások elköltésének kérdése mindig is nagy gondot okozott a ruházati cégek számára.
A divatipar természetéből adódóan a szín nem csupán esztétikai elem; társadalmi és kulturális konnotációi vannak. Például Chanel kis fekete ruhája a 20. század elején nagy feltűnést keltett, amikor elszakadt a fekete szigorú imázsától, és új nőképet mutatott be. Ily módon bizonyos színek egy adott korszak szellemét képviselik. A modern világban a színek a fogyasztói pszichológiához is szorosan kapcsolódnak. Például tanulmányok kimutatták, hogy amikor a gazdaság recesszióban van, a fogyasztók általában a biztonságosabb színeket részesítik előnyben, például a semleges árnyalatú ruhákat. Ebben az összefüggésben a divatmárkák túléléséhez elengedhetetlen a színtrendek csúcsán maradás és az azokra való reagálás.
Ezt a „divatcsatát” azonban, amely úgy tűnt, soha nem ér véget, hacsak nem valamilyen sugárszivárgás miatt az emberek nem tudták többé megkülönböztetni a színeket, váratlanul megoldotta egy védelmi kutatólaboratórium.
2016 júniusában, miközben a Google Jacquard projektjének részeként a Védelmi Minisztérium tanulmányán dolgoztak, az UC Berkeley kutatói véletlenül felfedezték, hogy a víz fagyáspontja jelentősen megváltoztatható elektromos árammal. Felismerték, hogy bizonyos áramok vízmolekulákon való áthaladásával némileg tetszőleges módon megváltoztathatják a víz molekulaszerkezetét, és ezzel megváltoztathatják a fagyáspontját, ezt az elvet hamarosan alkalmazták a rostoknál is. Évekig tartó kutatás után a kutatóknak sikerült „félvezetővé” tenniük a szálakat, ami azt jelenti, hogy „szűrőt”. A textíliák félvezető- és szitázása egy olyan technológia, amely szó szerint a textíliákat félvezetőként és képernyőként használja bizonyos mennyiségű információ tárolására vagy valamilyen információ megjelenítésére a képernyőn, akárcsak egy okostelefon. Ahogy az a tudomány és technológia esetében gyakran előfordul, a kutatás kezdeti célja a katonai harci ruházat kifejlesztése volt. A Karma Chameleon nevű projektcsapat egy olyan harci ruha létrehozására jött létre, amely a környezetétől függően kaméleonhoz hasonlóan változtatja a színét, és ennek a projektnek a hamvaiból az intelligens szövettechnológia bekerült a divatiparba, és már a több márka.
Mielőtt elmagyaráznánk a textíliák színének szabad megváltoztatásának alapelvét, fontos megérteni, hogyan működik a színérzékelés: a fény bizonyos színeinek meghatározott hullámhossza van (a vörösnek viszonylag hosszú, körülbelül 700 nm, az indigónak viszonylag rövid, körülbelül 400 nm), és amikor egy tárgy egy meghatározott hullámhosszúságú fényt veri vissza, akkor az objektum retináját éri el. Például, ha egy alma vörösnek tűnik, az azért van, mert a tárgy felülete csak vörös fényt veri vissza, ezért a szemünknek vörösnek tűnik, és ha az alma felületét valamilyen módon úgy módosítják, hogy csak zöld fényt tükrözzenek, akkor az almát zöldnek érzékelnénk. A tárgy színében fontos szerepet játszik a felület, és a textíliák színének megváltoztatására szolgáló technológia is a szál felületének molekuláris szerkezetének megváltoztatásán alapul.
A molekuláris szerkezetek jellemzően megváltoztatják alakjukat, ha megfelelő mennyiségű energiának vannak kitéve. A nanotechnológia fejlődése lehetővé tette a szálak vékony szilíciumlapokká, úgynevezett ostyákká történő előállítását, amelyek segítségével a szálak molekulaszerkezete megváltoztatható úgy, hogy meghatározott áramot vezetnek át rajtuk, és a kutatók ennek az áramnak a forrását a mindennapi fényben és hőben találták meg. Ahhoz, hogy elmagyarázzuk, hogyan használható a fény az áram szabályozására, fontos megérteni a kapcsolási hatást. Amikor egy molekulát egy meghatározott hullámhosszú fény ér (általában látható fény a 380-700 nm hullámhossz-tartományban), a molekula bizonyos részei megszakadnak, és az áram leáll, mint egy kapcsoló egy elektronikus áramkörben. Ezzel szemben, amikor a fény már nem érkezik be, az elválasztott részek újra kombinálódnak, és a molekula vezetőképessége ismét megnő. Az áramváltási jelenség a vezetőképesség mellett a molekula szerkezetére is hatással van: a molekula egyes részei összekapcsolódnak és leválnak, a molekula csomóponti rendszer deformálódik, és a molekula teljes szerkezete egy bizonyos szögben torzul. Ez hasonló ahhoz az elvhez, hogy amikor egy hosszú ballont ragasztanak és fújnak, a ragasztott oldal kevésbé nyúlik meg, mint a fel nem ragasztott oldal, és a teljes ballon a ragasztott oldal felé hajlik. Az az elv, hogy a nagy induktivitású lapkákat használó „okos szálak” meghatározott hullámhosszú fény hatására megváltoztatják a színüket, szintén a fotokapcsolási effektuson alapulnak, amely hasonló a polarizációs jelenséghez, mivel a szög tetszőleges beállításával csak bizonyos fényt lehet kibocsátani. Elméletileg a fény hullámhosszának vagy az ostya indukciós sebességének beállításával a szálak színét többé-kevésbé tetszőlegesen lehet megváltoztatni, de a fényt a mindennapi életben nehéz pontosan manipulálni, ezért jelenleg csak szövegek (például idő, üzenet stb.) látható fényben való megjelenítésére alkalmazzák úgy, hogy bizonyos részeken eltérő indukciós szeleteket helyeznek el.
A következő, hőt hasznosító technológiát először a budapesti EJTech laborban fejlesztették ki. A kutatók a hanghullámokat hővé alakító „kromoszonikus” technológiával fedezték fel a termoelektromos hatást, amelyben a molekulák közötti hőmérséklet-különbség feszültséget generál, és hamarosan felfedezték a hő hatására bekövetkező áramváltás jelenségét. A fent leírt fényindukált áramkapcsolási jelenségtől eltérően, amikor a molekula bizonyos részei kinyílnak és záródnak, megváltoztatva a molekulaszerkezetet, a hő által kiváltott áramkapcsolási jelenség potenciálkülönbséget hoz létre a vezetőben, és ez a potenciálkülönbség megváltoztatja a molekula csomóponti szerkezetét. a molekula, megváltoztatva a molekulaszerkezetet. Általánosságban elmondható, hogy az árammá alakított energia aránya hőenergia esetén nagyobb a fényenergiához képest, így a színváltozás reakciója sokkal gyorsabb, mint a fényé. A reakció annyira azonnali, hogy a textil színe már csak érintésre megváltozik, így a hőre épülő módszerek nélkülözhetetlenek az úgynevezett „kaméleonruhák” elkészítéséhez, amelyek pillanatról pillanatra a környezetnek megfelelően változtatják a színüket. Természetesen a hátránya, hogy a színváltozás kifinomultsága jóval alacsonyabb, mint a fényé.
Mint látható, a színváltó technológia végtelen lehetőségekkel rendelkezik. Különösen a divatiparon kívüli alkalmazásoknak van sok tere. Például az orvosi területen ezzel a technológiával olyan ruhákat lehetne kifejleszteni, amelyek színe a páciens állapotától függően változik. Például a létfontosságú jelekre – például a testhőmérséklet változása vagy a vérnyomás emelkedése – színét megváltoztató orvosi ruházat segíthet az egészségügyi személyzetnek a beteg állapotának gyorsabb és pontosabb azonosításában. Az építészetben az intelligens anyagok, amelyek a napszaktól vagy az időjárástól függően megváltoztathatják az épület külső színét, változatosabb és élénkebb városi tájat hozhatnak létre. Ezek a sokrétű alkalmazások azt mutatják, hogy ez a technológia több lehet, mint egy divatcikk.
Az intelligens textíliák hosszú utat tettek meg attól, hogy 20 évvel ezelőtt csak egy álom volt. Azonban még hosszú utat kell megtenni ahhoz, hogy kereskedelmi forgalomba hozhassuk azokat a ruhákat, amelyek tetszés szerint változtathatják a színüket. Különböző kutatóintézetek javasoltak saját megoldásokat, de a vékony szilíciumlemezekből szálak előállításának költsége és stabilitása, valamint az a kényelem, hogy viselője tetszés szerint megváltoztathassa a színt, még mindig megoldásra váró kérdés. Ha ez megoldódott, legalább egy dologgal kevesebb lesz a gondunk: milyen színt vegyünk.
