Ny teny hoe "smart textile" dia hevitra midadasika kokoa sy tsy dia mazava loatra. Ny lamba marani-tsaina dia natolotra voalohany tany Japon tamin'ny taona 1979, ary tamin'ny ankapobeny dia nekena tamin'ny faramparan'ireo taona 1990 ny foto-kevitra. Amin'izao fotoana izao, ny lamba manan-tsaina matetika dia manondro karazana lamba vaovao izay afaka mahatsapa ny fiovan'ny vatan'olombelona na ny tontolo iainana amin'ny alàlan'ny teknolojia multidisciplinary toy ny lamba, elektronika, fampahalalana, biolojia, fanafody ary angovo vaovao, ary mamaly mavitrika amin'ny alàlan'ny mekanika fanehoan-kevitra, sady mitazona ny fomba sy ny toetra ara-teknika amin'ny lamba nentim-paharazana.

Misy fomba fanasokajiana maro ho an'ny lamba manan-tsaina, saingy tsy misy fomba fanasokajiana iraisana, fanasokajiana ambony fotsiny. Amin'ny ankapobeny, araka ny fomba fanehoan-kevitra amin'ny fanentanana ivelany, ny lamba marani-tsaina dia azo zaraina ho "passive" marani-tsaina sy "mavitrika" intelligent textiles. Ny teo aloha dia manondro ny lamba izay afaka manova ny fananany aorian'ny famporisihan'ny tontolo iainana, toy ny fitaovana fitadidiana endrika, lamba hydrophobic na hydrophilic, sns. Ity farany dia manondro ny lamba misy sensor sy actuator izay mamadika ny paramètre anatiny ho fampahalalana. Afaka mahatsapa famantarana isan-karazany avy amin'ny tontolo iainana izy, toy ny mari-pana, ny hamafin'ny hazavana ary ny loto, mba hanapa-kevitra ny fomba fihetsika amin'ny famantarana ivelany, ary amin'ny farany dia mamaly ny famantarana momba ny tontolo iainana amin'ny alàlan'ny fitaovana isan-karazany mifototra amin'ny lamba, malefaka, miniaturized. Ny fitaovana elektrônika (e-textiles) sy ny rafitra lamba marani-tsaina dia afaka manao "fanapahan-kevitra" eo an-toerana ary mampifandray an-tserasera an-tariby maranitra miaraka amin'ny rahona misy angona sy mpizara mampiasa rindrambaiko artifisialy mba handraisana "fanapahan-kevitra".

Ny lamba marani-tsaina dia manana anjara toerana lehibe eo amin'ny fiainantsika andavanandro, mandrakotra ireo sehatra toy ny fanaraha-maso ara-pahasalamana, fiarovana manokana, fampiasana miaramila, angovo fitaterana, fialamboly ary mozika.

Fitaovana manan-tsaina

Connotation sy famaritana

Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, miaraka amin'ny fivoaran'ny fampahalalam-baovao, ny fitaovana ary ny teknolojian'ny injeniera, ny mpahay siansa sy ny injeniera dia nahazo aingam-panahy hianatra sy hieritreritra momba ny natiora sy ny evolisiona biolojika. Tahaka ny zavamananaina vita amin'ny akora biolojika isan-karazany, ny rafitra manan-tsaina dia vita amin'ny fitambarana organika na fampidirana. ny fitaovana. Ny fanao ara-tsiansa dia naneho fa azo atao ny manindrona fananana "intelligent" amin'ny fitaovana tsy biolojika. Ny karazana fampahalalana rehetra (toy ny hery, ny feo, ny hafanana, ny hazavana, ny herinaratra, ny andriamby ary ny fampahalalana simika) dia azo ifanakalozana sy ampitaina amin'ny alalan'ny fitaovana isan-karazany manana toetra mahatsikaritra.

Ny fitaovana marani-tsaina sasany, toy ny fitaovana magnetostrictive, fitaovana piezoelectric ary fitaovana fitadidiana endrika, dia samy manana fiasa ara-tsaina sy mpanatanteraka. Ireo fitaovana ireo dia fantatra amin'ny anarana hoe fitaovana Smart, izay afaka mampifanaraka ny fiovan'ny tontolo iainana. Saingy ny fitaovana mihitsy dia tsy manana ny fanodinana fampahalalana sy ny mekanika fanehoan-kevitra, tsy manana ny adaptability amin'ny tontolo iainana. Heverina amin'ny ankapobeny fa ny fitaovana hendry dia ny "ambany ambany" amin'ny fitaovana manan-tsaina ary ny "dingana voalohany" amin'ny fampivoarana fitaovana manan-tsaina. Ny fitaovana marani-tsaina dia azo antsoina hoe fitaovana marani-tsaina ihany raha ampiarahina amin'ny asa fanaraha-maso.

Fitaovana enti-manamboatra fitaovana marani-tsaina

Ny fitaovana singa amin'ny fitaovana marani-tsaina dia azo zaraina ho fitaovana fampandrenesana, fitaovana fampahalalam-baovao, fitaovana famonoana, fitaovana adaptatera (fitaovana biônika), ary fitaovana roa fanohanana - fitaovana angovo (ampiasaina amin'ny fitazonana ny hery ilaina amin'ny fiasan'ny rafitra) ary fitaovana ara-drafitra ( fitaovana fototra na singa izay manohana ny fitaovana miasa). Ny singa fototra mahazatra maro dia fitaovana fitadidiana endrika, fibre optique, fitaovana magnetostrictive, fluid electrorheological, fluid magnetorheological, fitaovana piezoelectric ary fitaovana polymère manan-tsaina.

Amin'ny ankapobeny, ny actuator dia tsy afaka manomboka raha tsy aorian'ny fampidirana ny hery ao amin'ny actuator. Amin'izao fotoana izao, ny fitaovana fampiharana dia tsy voafetra amin'ny herin'ny famoahana na ny fifindran'ny fampahalalam-baovao samihafa, ny asany dia nitarina amin'ny fitehirizana fampisehoana nomerika, ny fiovan'ny loko, ny fiovan'ny matetika, ny mandeha sy miala, sns. teknolojia elektronika.

Ireo singa fototra mahazatra amin'ny fitaovana marani-tsaina

1. Mamolavola fitaovana fitadidiana

Ny fitaovana fitadidiana endrika dia misy firaka fitadidiana endrika, seramika fitadidiana ary polymère fitadidiana endrika (anisan'izany ny fibra fitadidiana endrika sy ny gel polymère fitadidiana endrika). Izy ireo dia mandalo thermoelastic (na stress-induced) martensitic transformation na vitrification transformation amin'ny mari-pana manokana, afaka mahatadidy endrika manokana, ary ny elastic modulus, fanoherana, friction anatiny ary fiovana lehibe hafa. Ny fibra fitadidiana endrika NiTi, ohatra, dia azo ampiasaina amin'ny toe-javatra isan-karazany.

Ambainy manan-tsaina: toy ny safidy ny nikela-titanium fibre tenona lamba lamba, rehefa mahatratra 50 ℃ ny mari-pana, ny lamba mamaly ho azy hanidy ny masoandro.

Famolavolana lamaody: toy ny fampidirana ny fibre nikela-titanium amin'ny famolavolana akanjo, mba hahazoana vokatra aesthetika vaovao sy traikefa mampahazo aina. Rehefa mafana ny mari-pana any ivelany dia hiforitra ho azy ny moron-tongotry ny sisiny iray ary hikatona ho azy ao anatin'ny segondra vitsy ny voninkazo.

Fiarovana fiarovana: raha ampidirina amin'ny akanjo fiarovana amin'ny alàlan'ny famolavolana rafitra ny maody paosin'ny rivotra, dia tsy hiova amin'ny hafanana ambany ny faritra paosin'ny rivotra; Rehefa mihamitombo ny mari-pana, dia mitombo ny faritry ny paosin'ny rivotra. Ny akanjo toy izany dia azo ampiasaina hiarovana ny mpamono afo ary hampihenana ny mety ho may amin'ny afo.

Fisorohana ny hamandoana: Namolavola ny Diaplex® i Mitsubishi, akora polyurethane vaovao misy fiasa fitadidiana endrika. Ity sarimihetsika ity dia laminated amin'ny lamba palitao, izay manana fanoherana ny rano avo sy ny hetsika microbrowne ny molekiola amin'ny fiovan'ny mari-pana, ny hamandoana absorption.

2. Fibre optique

Optical fibre dia singa photoconductive vita amin'ny foto-kevitry ny taratry ny hazavana tanteraka amin'ny surfaces dielectric roa. Amin'ny alàlan'ny famakafakana ny toetran'ny fifindran'ny hazavana (fahazavana, mitovy), misy manodidina ny herin'ny fibre, ny mari-pana, ny fifindran'ny tsindry, ny hakitroky, ny sahan'andriamby, ny fananganana ary ny fiovan'ny masontsivana toy ny X-ray, ary noho izany dia be mpampiasa. toy ny singa sensing, na "neurons" amin'ny fitaovana manan-tsaina, mandray andraikitra, matanjaka manohitra ny fitsabahana sy ny fanjifana angovo ambany.

Ny rafi-pandrefesana fibre optika dia novolavolaina betsaka ho an'ny diagnostika biomedical, teknolojia sakafo, fampiharana miaramila sy indostrialy, ary injeniera sivily. Ohatra, ny sensor fibre optique marani-tsaina tafiditra ao anatin'ny geotextiles dia afaka manara-maso ny Tetezana làlambe ary mandefa angon-drakitra any amin'ireo masoivoho fikojakojana mba hamantarana ny fahasimbana sy ny tsy fahombiazan'ny fotodrafitrasa sivily ara-potoana.

Sary nahazoana sary: ​​University of Massachusetts, Lowell

3. Fitaovana piezoelectric

Ny fitaovana piezoelectric dia ahitana seramika piezoelectric (BaTiO3, Pb (ZrTi) O3, K (Na) NbO3, PbNb2O3, sns.) ary polymers piezoelectric. Ny fitaovana piezoelectric dia manova ny haben'ny fitaovana amin'ny alàlan'ny fandrindrana ny dipole elektrika amin'izao fotoana izao ao amin'ny sehatry ny herinaratra, ary miteraka adin-tsaina na fihenjanana ho setrin'ny voltase ampiharina. Ny fifandraisana misy eo amin'ny toetra elektrika sy mekanika dia linear, ary manana ny toetran'ny valiny haingana, matetika avo lenta ary kely. Rehefa entanin'ny fanerena ny fitaovana dia miteraka famantarana elektrika, izay azo ampiasaina ho sensor. Ny fitaovana piezoelectric dia mety ho kristaly sy seramika, saingy samy marefo izy ireo.

Ny tanjaky ny mekanika sy ny fahatsapan-tena amin'ny fiovan'ny adin-tsaina amin'ny fitaovana piezoelectric polymer dia ambony noho ny sensor hafa ary tena mety amin'ny fampiasana sensor sy actuators amin'ny rafitra sy fitaovana manan-tsaina. Azo ampiasaina hamantarana ny papilloma amin'ny olombelona, ​​​​vaccinia, tazo dengue, Ebola, gripa A, immunodeficiency olombelona ary viriosy hepatita B.

(a) Fitsipika miasa amin'ny biosensor piezoelektrika; b) Fifandraisana amin'ny voltase sy ny fotoana mandritra ny fitiliana; (c) Ny fifandraisana eo amin'ny amplitude sy ny matetika mandritra ny fisavana.

Hevitra fototra amin'ny fitadiavana otrikaretina amin'ny fampiasana fitaovana piezoelectric