science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Functionele stoffen:ingenieurs, ontwerpers, en andere wetenschappers die zijn toegewezen om technieken voor slim textiel te ontwikkelen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Drexel University opent een nieuw centrum waarvan de leiders hopen dat het een van de oudste industrieën van Philadelphia nieuw leven inblaast.

De $ 7 miljoen, 10, 000 vierkante meter Center for Functional Fabrics op 3101 Market St. vervangt een 2, Textiellab van 1000 vierkante meter drie blokken ten westen. Ingenieurs, ontwerpers, en andere wetenschappers worden toegewezen aan de ontwikkeling van Schuylkill Yard om modellen en massaproductietechnieken te ontwikkelen voor "slim textiel dat uitstoten, zenden, communiceren, en bedienen" met behulp van ingebouwde sensoren en andere digitale hulpmiddelen, zegt de directeur van het centrum, Geneviève Dion.

Het is een moderne minifabriek. "We hebben een kettingbreimachine, flatbed breiende machines, cirkel breiende machines, een textiellasmachine, een weefgetouw voor een 3D-scanner, 3D-printers, laserprinters. Het is een end-to-end-faciliteit waar we snel kunnen prototypen - en snel falen - zodat we de problemen snel kunnen oplossen, zodat we het textiel van de toekomst kunnen creëren, met de tools van de toekomst, " zei Dion, een 12-jarige Drexel-ontwerpveteraan, met de melodie van haar geboorteland Quebec.

Philadelphia was het grootste deel van zijn geschiedenis een textiel- en kledingproductiecentrum, met bloklange fabrieken in Noord- en Zuid-Philadelphia, de rivierafdelingen, en langs wieldraaiende kreken in de buitenwijken, werknemers uit heel Europa en het Caribisch gebied naar de regio lokken.

De meeste fabrieken en banen verhuisden naar lagelonenlanden, omgebouwde pakhuizen verlaten, loft appartementen, en ruïnes. "Als de productie over het hek wordt gegooid, praktisch begrip gaat verloren, " zei Dion. Ze wil dat Drexel een hulpbron wordt voor een nieuwe generatie stoffenmakers.

Het nieuwe R&D-centrum vormt ook het Pennsylvania Fabric Discovery Center, onderdeel van een samenwerking tussen het Massachusetts Institute of Technology en Drexel dat onderzoeksgeld van het Ministerie van Defensie doorsluist via het non-profit Advanced Functional Fabrics of America-instituut. De inspanning wordt geleverd met extra ondersteuning van bedrijven, waaronder Apex Mills, het New Yorkse bedrijf wiens fabrieken in North Carolina NASA- en militaire stoffen maken. De financiering van het centrum omvat $ 1,5 miljoen van de staat Pennsylvania, de resterende $ 5,5 miljoen van Drexel. Het instituut heeft tot nu toe 1,2 miljoen dollar toegevoegd voor onderzoek.

Het doel:laten zien dat Amerikaanse bedrijven duurzaam slim textiel kunnen maken en verkopen dat automatisch gegevens communiceert, bij een winst. "We staan ​​centraal in de visie (voorzitter van Drexel) John Fry om de industrie en de academische wereld samen te brengen, " zei Dion. Haar personeel omvat modeontwerpers, materiaal wetenschappers, en mechanische en civiele ingenieurs.

Stof bezaaid met sensoren en complete computersystemen is een hoofdbestanddeel van sciencefiction en technische promotie. Maar na jaren van experimenten en laboratoriumgebruik, er zijn maar weinig van dergelijke "functionele stoffen" producten in commerciële productie.

Adidas MiCoach, het shirt voor het verzamelen van persoonsgegevens, is stopgezet, hoewel opvolgers in ontwikkeling zijn. Het in Toronto gevestigde Myant zegt dat het dicht bij de implementatie van gezondheidsmonitoringsystemen staat die in kleding zijn ingebed. Het ministerie van Defensie financiert ook onderzoek naar slimme stoffen.

En een Drexel-team werkt aan een "slimme stoffen buikband, " met een configureerbare antenne en RFID-systeem (zoals de antidiefstallabels in winkels) dat ademhaling en weeën kan detecteren bij patiënten die niet onder direct toezicht van verplegend personeel staan.

"Je ziet veel proof-of-concept. Maar heel zelden zien we echte producten, " zei Dion. "Er zijn veel uitdagingen die overwonnen moeten worden. Ik doe dit al 10 jaar intensief, en ik kan zeggen dat we dichterbij komen. Ik hoop dat in de komende vijf jaar, we zullen een aantal echt goede betrouwbare producten zien in de defensie-industrie, of in de medische industrie."

Het is niet genoeg om een ​​unieke gadget voor geeks te bouwen. "We kunnen nu pilottesten van maximaal 1 000 (stuks). We kunnen testen voor validatie, schaal, herhaalbaarheid. Kan het product algemeen gebruik overleven?"

In het centrum is een handvol doctoraatsstudenten gevestigd, samen met masterkandidaten en niet-gegradueerde stagiaires. Dion hoopt zich aan te sluiten bij studenten elektrotechniek en materiaalkunde, modeontwerpers, en biomedische specialisten om "transdisciplinair teamwerk" te leren, evenals textiel- en computerontwerp.

Hoewel maar weinig Filadelfiërs nog steeds stof of kleding maken, de regio blijft een centrum voor bedrijven met grote investeringen in de geautomatiseerde productie van beide stoffen en de moderne digitale sensoren die duurzaam moeten worden geïntegreerd in kleding voor "functionele stoffen" om hun belofte waar te maken.

De regio is de thuisbasis van $ 4 miljard (jaarlijkse omzet) stoffeninnovator Gore-Tex, met verschillende onderzoeks- en productiefaciliteiten rond de grens tussen Pennsylvania, Delaware en Maryland; TE-connectiviteit, de maker van elektronische connectoren en sensoren van $ 12 miljard; kynetisch, de firma Conshohocken die honkbaluniformen voor de hoogste klasse maakt bij Majestic Mill in Easton en pro- en universiteitsuitrusting distribueert via Fanatics; Amazon Woot's eerste bedrukte kledingfabriek, in de buurt van Norristown; BioTelemetrie, een baanbrekende Exton-maker van medische monitoren op afstand; en eenheden van vele andere bedrijven waarvan Dion zegt dat ze interesse zullen tonen in functionele stoffen naarmate Drexel massaproductietechnieken opvoert.

"Oh, we moeten echt met ze praten" over het nieuwe lab, zei Dion.

©2019 The Philadelphia Inquirer
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.