工程完美的冬袜子

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Kelley Christensen.,密歇根科技新闻

想想你最喜欢的冬天袜子。它们是羊毛,棉还是合成?脚踝或膝盖高?它们是什么颜色的?

也许你从来没有真正过得很想到,但是,完美的冬天袜子是人类的伟大愿望之一,因为人们想到温暖的脚趾通常优于冷的脚趾。

随着任何针织器或鳄鱼都可以告诉你,袜子比我们给予他们的信誉得多。你知道袜子有七个部分吗?袖口,腿,脚跟翻盖,转身后跟,角撑板,脚和脚趾 - 每个部件都是必要的。但是,我们知道它可以改善袜子吗?

更好的纤维

几千年来,制作袜子的主要方法是用手编织,缝制或编织它们。如果有人曾经编织过你的袜子,那是一个标志,他们真正爱你 - 手工针织袜子需要很多时间。当第一台针织机,袜子框架,在16世纪发明 - 据称是一个爱的男人被唾弃 由一个关于编织的女人比婚姻更热衷于婚姻 - 它允许袜子在一小部分时间内进行。

今天的工业针织工艺使用与1589年的设备相同的原则;第一届工业革命将其起义追溯到袜架,这使纺织业部门的机械化允许。并且肯定可以改善技术。 

静电纺丝是一种使用电场操纵聚合物以在纳米和微观范围内形成细纤维的技术。 Smitha Rao.,助理教授 生物医学工程,研究Electromic纤维用于脚手架和电感的生物医学应用 - 纤维非常强壮,可以嵌入传感器。

“我提出了一个挑战,我的学生就是在蜘蛛网状结构上静电,”Rao说。 “这是一种可以支持大量重量的结构,而不仅仅是因为蜘蛛丝,而是因为它产生的模式。”

天然存在的纳米纤维如胶原蛋白,角蛋白等,支持特定的生物医学功能作为机械支撑,生物信号和生物运输。随着天然材料的性质,电纺线可以模仿天然材料的图案,这可以重复几次,在另一个上,编织美丽和实用的挂毯。

“就像具体成分一样,采用茶饼干,静电纺丝使用电场,溶剂和聚合物生产纤维,”Rao说。 “通过改变任何或所有这些参数,可以获得不同的尺寸,模式和特征。”

但是,虽然创造了许多袜子是美丽的,但它们是形式追随功能的主要示例。

“在上半岛的更实际使用将是冬季袜子,”Rao说。 “嵌入织物中的导电银的电纺袜将使理想的抗微生物袜子制成一个理想的抗微生物袜,同时也让您的脚保持烤制温暖。”

感觉缝合

烨太阳,助理教授 机械工程 - 工程力学 和附属助理生物医学工程教授, 获得了国家科学基金会(NSF)职业奖 今年早些时候,认可早期职业教师的杰出成就。该研究和开发补助金是为Sun的项目“布料系统:绣花可穿戴电子产品的云制造框架。” 

Sun的研究希望用绣花电子设备取代可穿戴健康监测设备,并建立制造网络和基于云的网站,其中可以进行针脚发出订单。

Sun表示功能袜 - 一种可以监测血压,步态或葡萄糖水平的袜子 - 可以提供一种非侵入性方法,通过传感器提供医疗干预,这些方法可以向穿着者提供提示来执行特定行动。

“说如果一个孩子在向内走太远时脚的孩子可以纠正他们如何放置脚,”太阳说。 “专业的袜子不仅可以监测姿态和步态,而且还可以为孩子提供干预。它可以作为儿童的警告振动,以注意它们如何将其放置脚,并且袜子另外可以被供电,以便在必要时提供相反方向的力。“

停止垂钓

但是,如果你穿的袜子丢失了弹性,那么就不会熬?这可能是聪明的粘合剂。 

“智能粘合剂是可以转变为”on“和'关闭'的粘合剂,”说 李小龙,生物医学工程副教授。

“粘合剂可用于将袜子保持在适当位置,使它们不会坍塌,”李说。 “然而,去除粘附的袜子可能会导致大量疼痛和潜在的毛发。如果一个人可以使用智能粘合剂,可以首先将其“关闭”,以便粘附的袜子可以更容易和无痛地移除。“

Lee的前顾问,Ameya Narkar,专注于他的博士学位对乌斯特粘合剂化学启发的智能粘合剂 - 小振动电力可以打开和关闭粘性 - 但这不是它唯一的潜在使用。

在制作智能胶水的同时,工程师团队发现了一个方便的副产品:过氧化氢。 在微凝胶形式中,它会降低细菌和病毒能力至少99%。

这些袜子可能会使腿部和踝关节免受细菌和病毒的安全,这可能对患有糖尿病或妊娠相关肿胀的病毒有益。

暖脚

之一 密歇根科技的举措 是创造技术解决方案,以提高人类健康和生活质量。袜子可能看起来不像学术讨论的重要主题,但他们有点创意工程,大多数人都认为理所当然。但不是每个人。袜子是其中一些 无家可归者避难所中最需要的物品

Karla Saari Kitalong,教授 人文 和主任 科技通信计划当她10岁时,学会了编织围巾和困境,但在大约两年前,没有学会编织袜子。她现在对 街道编织是一个由Silke Feltz创立的组织,他将很快毕业 修辞,理论与文化计划,谁现在是俄克拉荷马大学的教员。街道针织是一个人道主义编织慈善机构,将手针织物品捐赠给无家可归者。

“我已经采用了企业家的口号,”完美的是善的敌人“,”凯龙说。 “我试图专注于数量,温暖和可清洗性。一个不太完美的羊毛混合物袜子在寒冷的夜晚是一种祝福。悬架桥或人造肢体需要更接近完美。“ 

缝线缝合,我们可以优化一篇在几个世纪以来正在开发的服装的设计。温暖是一种基本的人类需求,有一天我们将承认袜子是必要的,因为生活质量为桥梁,健康监测和人造肢。静电纺丝,智能粘合剂,传感器和同情心是有一天可以编织完美的工程袜子的个体股。

原始文章://www.mtu.edu/unscripted/stories/2018/december/unineering-the-perfect-winter-sock.html