Ovaj materijal ima potencijalnu primjenu kao pametna tkanina za egzoskelete ili kao adaptivni gips koji krutost prilagođava kako zarasta ozljeda ili čak kao pokretni most koji bi se mogao odmotavati i stvrdnjivati po potrebi, opisuje Chiara Daraio, profesorica strojarstva i primijenjene fizike s Caltecha.

Poput Batmanovog plašta

"Željeli smo napraviti materijale koji mogu mijenjati svoju krutost na zahtjev", kaže Daraio. "Željeli bismo stvoriti tkaninu koja ide od mekanih i sklopivih do krutih i nosivih na kontrolirani način." 

Kako bi to u stvarnosti doista izgledalo, dovoljno je prisjetiti se Batmanovog plašta iz filma "Batman: Početak" iz 2005. godine. Plašt akcijskog junaka bio je fleksibilan, ali se mogao ukrutiti kad bi ga može se po volji ukrutiti kad bi to zatrebalo Vitezu tame u nevolji. Uostalom, materijali koji na sličan način mijenjaju svojstva već postoje svuda oko nas. 

"Sjetite se kave u vakuumiranom pakiranju. Dok je zapakirana, ona je čvrsta, no čim je otvorite ona postaje rastresita i možete je vaditi žličicom", kaže Daraio. Talozi kave i čestice pijeska imaju složene, ali nepovezane oblike i mogu se ukrutiti samo kada su komprimirani. Redovi povezanih prstenova, međutim, mogu se učvrstiti i pod tlakom i pod naponom.

Pametna nosiva oprema

Istraživači s Caltecha osmisli su niz konfiguracija povezanih čestica: kocke, oktaedre, 3D otisnute polimera i metale. Pokazalo se da oblik koji podsjeća na žičane viteške košulje najbolje odgovara njihovim predodžbama.

"Ove tkanine imaju potencijalnu primjenu u pametnoj nosivoj opremi: kad ih se ne omekša, lagane su, usklađene i ugodne za nošenje; kad se ukrute postaju zaštitni sloj na tijelu nositelja", kažu istraživači.

Kako funkcionira srednjovjekovni oklop otprilike je svakom jasno, no Daraio ima objašnjenje i za to kako bi se od takvog materijala mogao napraviti most koji bi se odmotavao po potrebi. Kroz materijal bi se provukli kabeli koji bi se zatim zatezali i tako učvršćivali čestice. 

"Zamislite ove kabele kao vezice na kapuljači ili cipelama", kaže Daraio koja istražuje i druge mogućnosti. Paralelno s radom na takozvanim pametnim površinama koje mogu mijenjati oblike u određene konfiguracije po želji, ona propitkuje i metodu kontrole oblika površine ugrađivanjem mreža od elastomera tekućih kristala koji reagiraju na toplinu (LCE), tankih polimernih traka koje se skupljaju pri zagrijavanju. 

Simulacija fizičkog osjeta

Ovi LCE-ovi sadrže rastezljive grijaće zavojnice koje se mogu napuniti električnom strujom, što ih zagrijava i uzrokuje njihovo skupljanje. Kad se tekući kristali skupljaju, oni uvlače i fleksibilni materijal u koji su ugrađeni i stišću ga u unaprijed oblikovani čvrsti oblik.

To bi se pak moglo koristiti kod izrade medicinskih uređaji i haptika koji koriste tehnologiju za simulaciju fizičkog osjeta za virtualnu stvarnost. Istraživači planiraju minijaturizirati i optimizirati dizajn strukturiranih tkanina i pametnih sustava kako bi ih približili praktičnoj primjeni.