XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Функциональность одежды - это формирование достаточной и эффективной работы оболочки (одежды) по отношению к потребности человека в ней.

Анализ ряда современных научных публикаций по данной тематике позводил выделить некоторые аспекты исследований функциональной одежды, свойства которой формируют разные слои и материалы изделий.

В работе [1] представлено активное развитие технологичной одежды.Для производства такой одежды используют высокотехнологичные материалы. Графен – революционный материал, за исследование которого российские ученые получили Нобелевскую премию. Преимущество графена в том, что он проводит тепло эффективнее любого другого материала на земле, поэтому при ношении одежды с графеновым покрытием тепло равномерно распределяется между частями тела. Кроме того, графен очень легкий, воздухопроницаемый, водостойкий и полностью бактериостатический. Для изготовления термобелья часто используют высокотехнологичные синтетические ткани и шерсть. Руно по структуре схоже с овечьей шерстью и существует в вариациях с Он имеет очень мягкую структуру, а также эластичен, быстро сохнет, имеет небольшой вес и в то же время очень теплый. Защита от дождя, огня и механического воздействия - мембранные материалы. Мембрана представляет собой очень тонкую многослойную ткань с микроотверстиями, которая защищает от дождя и ветра, но при этом отводит пар от тела. Таким образом, можно оставаться сухим как в ливень, так и в жару. Водоотталкивающая пропитка — эта технология часто применяется с мембранными тканями. Воск или эмульсия наносится на ткань и покрывает ее нити гидрофобной пленкой, благодаря чему капли дождя не впитываются, а накапливаются в виде капель на поверхности или скатываются. Противопожарная защита — смесь синтетических огнестойких тканей позволяет не переживать за сохранность кожи и одежды при кратковременном контакте с костром или раскаленными предметами.

Dyneema – это материал, который в несколько раз прочнее стали и используется при изготовлении бронежилетов и космических спутников. Он обладает хорошей теплопроводностью, небольшим весом и способен выдержать удар ножа, поэтому незаменим при производстве особо прочной одежды.

Кордура – это плотная нейлоновая ткань, используемая в военной и верхней одежде. Технология рипстоп – это особый метод плетения ткани с использованием армированной пряжи, который предотвращает появление разрывов. Его часто встречают при изготовлении спецодежды.

В соответствии с [2] футболка Polo Tech - это изделие, которое представляет собой «компрессионную рубашку с биометрическими датчиками, которые действуют как чрезвычайно сложный браслет, не имея ничего вокруг запястья». Нейлоновая рубашка наполнена проводящими волокнами с серебряным покрытием, которые действуют как датчики для отслеживания расстояния, сожженных калорий, частоты сердечных сокращений, уровня стресса и интенсивность движения. Информация собирается модулем данных «черного ящика» и передается в приложение iOS, которое затем передает эти данные в режиме реального времени на смартфон. Спортсмен может скорректировать тренировку, дыша более глубоко, увеличивая нагрузку для достижения целевой частоты сердечных сокращений или сосредоточившись на снижении стресса в соревновательных ситуациях.

Новый класс материалов направлен на кровообращение, восстановление мышц и кровь для повышения энергии и хорошего самочувствия. Называя себя «технологией различных видов производительности», Celliant от Hologenix состоит из «минералов, встроенных в синтетический полимер, которые взаимодействуют с электромагнитными излучениями организма, вызывая повышенное насыщение кислородом и кровь эта технология модифицирует видимый и инфракрасный свет, перерабатывая их в энергию, которую организм может использовать более эффективно». Приводимый в движение собственным метаболизмом организма, Celliant утверждает, что является «скорее гибридным двигателем, чем текстильным. Он перерабатывает и преобразует лучистое тепло тела в нечто, что дает организму ощутимый импульс — инфракрасную энергию».

Костюм виртуальной реальности Te Tesla использует крошечные электрические импульсы, которые стимулируют поверхность кожи, мышцы и нервные окончания для создания тактильной обратной связи и моделирования различных сенсорных ощущений. Таким образом, в то время как умная ткань в спортивной одежде захватывает данные с кожи и передает их в пространство данных, костюм Tesla также работает в обратном направлении, чтобы передать информацию из пространства данных на кожу. У спортивной одежды есть потенциал для адаптации этого подхода и помощи в тренировках, передавая дистанционные данные о давлении обратно на кожу.

Развитие биосенсоров, нанотранзисторов и возможности печатать электронные схемы непосредственно на эластичных материалах позволило разработать динамичный и интерактивный костюм, который реагирует на окружающие и физиологические изменения своего владельца. Эта функциональность и возможности, которые она приносит, подчеркивают костюм как активный и активизирующий объект, способный динамически вмешиваться между телом и окружающей средой, создавая отдаленное пространство, в котором может происходить представление. - Экономическая ценность и влияние умного текстиля гигантское. Появление умного текстиля делает возможным стать традиционным текстильным сектором до уровня высокотехнологичной промышленности. Но это возможно только при интенсивном сотрудничестве между людьми из разных областей и дисциплин, таких как микроэлектроника, информатика, материаловедение, биотехнология и т.д. Кроме того, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы сделать его более удобным в нашей практической жизни.

В работе [3]представлено подробное описание разработки и характеристики многофункциональных тканых полотен двойного назначения для теплозащитной одежды.

Для получения специфических защитных свойств в тканом полотне был проведен тщательный анализ и сделан отбор волокон, включающих волокна арамида (AR), вискозы (CV), полиамида (PA), огнестойкого (FR) хлопка (Co) и FR модакрила (MAC), которые были смешаны в различных комбинациях и соотношениях и сплетены по технологии кольцевого прядения.

В процессе разработки было использовано в общей сложности 44 различных вида нитей, которые, помимо различий по сырьевому составу, различались также по конструктивным параметрам тонкости, количеству и направлениям скруток, структуре (1-слойные, 2-слойные). Этот сегмент разнообразия был включен в процесс проектирования за счет различных комбинаций структурных и конструкционных параметров тканого полотна. Таким образом, были использованы основные переплетения (полотно, рипстоп, саржа и другие) с поправками на другие параметры конструкции, такие как плотность пряжи, тем самым влияя на другие важные параметры, такие как вес, толщина и компактность и определяя ключевые характеристики и свойства тканых полотен (механическая и теплоизоляция).

На основании всестороннего тестирования наиболее значимых свойств разработанных образцов представлены результаты испытания тепловых свойств двух систем защитной одежды с использованием запатентованной измерительной системы по определению статических и динамических тепловых свойств композита и одежды.

Оба новых тканых полотна соответствуют высоким стандартам защиты одежды от тепла и пламени, что подчеркивает их пригодность для использования в условиях повышенного риска.

Обозначенные некоторые аспекты исследований в научной печати показали активное развитие, появление новых, детализацию действующих свойств материалов и систем их применения, формируя важные востребованные функции одежды. 

Библиографический список

1. Ryzhova Y.I. The use of high-tech materials in clothing // Proc. of the “V Int. conf. on global practice of multidisciplinary scientific studies” (10–12.12.2023). 2023. Baku. Pp.1717-1722.

2. Das S.Ch., Paul D., Hasan M., Chowdhury N., Nizam E.H. Smart Textiles-New Possibilities in Textile Engineering // Proc. of the International Conference on Mechanical, Industrial and Materials Engineering “ICMIME2013” (1-3.11.2013). Pp. 514-519.

3. Schwarz I., Rogale D., Kovačević S., First Rogale S. A Multifunctional Approach to Optimizing Woven Fabrics for Thermal Protective Clothing. Fibers. 2024. Pp.12-35.