Как умные полимеры создают мягких роботов и одежду, которая заботится о вашем здоровье

Вы знали, что костюм, который заряжает устройства и следит за вашим здоровьем, — уже реальность? В октябре 2024 года шведские ученые протестировали ткань с шелковыми нитями, покрытыми проводящим полимером. Он преобразует разницу температур между телом и воздухом в электричество. Такие материалы находят применение не только в текстиле, но и в медицине и робототехнике, открывая совершенно новые возможности.

Эти материалы могут менять свои свойства или форму под воздействием внешних факторов, таких как температура, свет, влажность или электрический ток. Они адаптируются к условиям окружающей среды, что делает их незаменимыми в ряде областей — от медицины до робототехники.

В робототехнике умные полимеры позволяют создавать мягких роботов, которые могут изменять форму и подстраиваться под сложные задачи. Например, такие роботы могут безопасно захватывать хрупкие объекты или передвигаться по нестандартным поверхностям. Они помогают проводить лапароскопические операции или работать с сердцем или кишечником. Гибкость этих роботов снижает риск повреждений и ускоряет восстановление пациентов. Часто такие роботы используют пневматические или гидравлические системы для манипуляций. Это делает операции точными, а воздействие на здоровые ткани минимальным.

Например, миниатюрный робот, созданный по принципу движений бархатного червя, успешно удалил подкожные опухоли у мышей, что открывает перспективы его использования в хирургии человека. Такие разработки становятся новым стандартом для безопасных и эффективных медицинских вмешательств.

Кроме медицины, умные полимеры используются в текстиле. Например, ткани с терморегуляцией или материалами, реагирующими на внешнюю температуру, могут подстраиваться под экстремальные условия. Одежда становится функциональной благодаря умным полимерам, которые реагируют на окружающую среду и состояние тела. Технологии уже позволяют генерировать электричество, поддерживать здоровье и даже корректировать тренировки.

Шведские ученые в 2024 году испытали ткань, прошитую шелковыми нитями с полимерным покрытием, которая преобразует разницу температур между телом и воздухом в электричество. Эта энергия используется для питания встроенных датчиков, отслеживающих здоровье, или других гаджетов, встроенных в одежду.

А в сентябре 2024 года канадские и китайские исследователи создали ткань на основе наноматериала Mxene, который соединяется с нейлоном с помощью адгезивного полидопамина. Она вырабатывает энергию не только из разницы температур, но и от солнечного света. Это позволяет сенсорам в ткани мониторить ключевые показатели здоровья и питать подключенные устройства.

Умные ткани меняют не только текстиль, но и саму концепцию одежды. Она становится инструментом, который помогает решать задачи — от комфорта до заботы о здоровье.

Инновационные материалы, используемые в спортивной одежде, помогают не только профессиональным спортсменам, но и людям, ведущим активный образ жизни. Умные ткани делают повседневные занятия комфортнее и безопаснее.

Занятия спортом на улице. Канадский стартап Myant Health разработал одежду, которая с помощью встроенных сенсоров фиксирует частоту сердечных сокращений, уровень стресса и физическую активность. Это особенно полезно для бега, тренировок на открытом воздухе или занятий йогой, позволяя адаптировать нагрузки и следить за состоянием организма.

Походы и активный отдых. Китайские исследователи создали аэрогелевые волокна, сохраняющие тепло в пять раз эффективнее традиционных материалов. Эти ткани подходят для туристов и любителей зимних видов спорта, защищая от экстремального холода и одновременно поддерживая комфортную температуру тела.

Восстановление после болезней или травм. Аэрогелевые ткани и материалы с датчиками мониторинга здоровья помогают людям, проходящим реабилитацию, контролировать физическую активность, адаптируя ее к текущему состоянию организма. Сенсоры позволяют вовремя замечать отклонения и предотвращать осложнения.

Мягкие роботы и адаптивные ткани перестали быть фантастикой благодаря умным полимерам. Они уже помогают людям: делают операции безопаснее, ускоряют восстановление и поддерживают здоровье в повседневной жизни. Это технологии для всех — от профессиональных спортсменов до тех, кто просто хочет комфортно гулять зимой или начать тренироваться без риска для организма.

Представьте, что одежда следит за вашим пульсом, согревает в холод или даже заряжает ваш смартфон во время прогулки. Или что хирургический робот с точностью ювелира удаляет опухоль, не повреждая здоровые ткани. Все это — реальность, которую создают умные материалы. И их главное преимущество — они работают незаметно, делая жизнь удобнее и безопаснее, практически не требуя усилий от нас.