Téma týdne

Šaty budoucnosti jako druhá kůže kyborgova

Představte si šaty, které se nemačkají a nešpiní, jsou lehké, pevné, a přitom elastické, jejich barva nebledne a nemusíte je často prát, protože nikdy nejsou cítit. Představte si, že nemusíte řešit, jaké bude venku počasí, protože vaše šaty vám zajistí optimální tělesnou teplotu. Představte si šaty jako sofistikovaný textilní počítač, jako svou druhou kůži.

Šaty budoucnosti jako druhá kůže kyborgova
Šaty budoucnosti jako druhá kůže kyborgova

GER (Galvanic Extimacy Responder) MOOD SWEATER přináší novou formu komunikace. Pomocí senzorů interpretuje lidské emoce, podle kterých mění barvu LED světel v roláku. (foto: Roger Dyckmans)

Přemýšleli jste někdy nad tím, jak budou vypadat naše oděvy v blízké nebo i trochu vzdálenější budoucnosti? „Myslím, že v budoucnosti bude klíčový materiál,“ říká módní návrhářka Liběna Rochová. Teď ovšem není řeč o módních trendech, které se mění každou sezonu, nýbrž o zcela nových, takzvaně inteligentních materiálech. Zatímco běžná konfekce má obvykle k praktičnosti dost daleko, inteligentní materiály slibují spojení pohodlí a funkčnosti s estetickou kvalitou. A když si vyrazíte na večírek, můžete si své svršky třeba rozsvítit. Světové, co říkáte?

Textilií označovaných jako „smart“ čili inteligentní existuje celá škála. Inteligence zde znamená schopnost struktur reagovat na vnější podněty – mechanické, chemické či smyslové. Podle typu reakce můžeme inteligentní textilie rozdělit do tří kategorií, a sice na pasivní, aktivní a velmi inteligentní. Pasivní smart textilie bude reagovat pouze nevratně, kdežto aktivní smart textilie je schopna rozeznat změnu vnějších podnětů a reagovat vratně, ovšem vždy stejně. Velmi inteligentní textilie je pak schopna adaptace a aktivní odpovědi. Do této kategorie patří například výrobky označené jako „wearable electronics“, tedy v podstatě elektronické oděvy, které mají v sobě například čidla, zdroj energie, systém k ukládání a přenosu dat.

Smart textilie může vzniknout buď využitím zcela nových netradičních materiálů na atomární a molekulární úrovni, nebo konstrukcí nových struktur z již známých základních složek, tedy například vložením optických vláken do běžné látky. Díky optickým vláknům a zdroji energie mohou šaty barevně zářit či sbírat data z okolního prostředí. Některé oděvy dnes umí měřit vlhkost, intenzitu UV záření, zaznamenávat přítomnost chemikálií. Textilie může být antistatická a navíc chránit tělo před vlivem okolního elektromagnetického smogu. Přidáme-li do látky částice stříbra, získáme antibakteriální tkaninu, která zadržuje tělesné teplo. Použijeme-li vlákna z bioaktivních materiálů, mohou šaty postupně uvolňovat repelenty, insekticidy, látky ničící viry a bakterie nebo jen příjemnou vůni.

Zeptejte se přírody
Jedním z velmi slibných materiálů je tkanina Morphotex od japonské firmy Teijin Fibers Limited, která dostala své jméno podle tropického motýla. Krásná sytě a zářivě modrá barva na jeho křídlech je totiž výsledkem odrazu světla od rafinovaně poskládaných vrstev bílkovin. Stejného principu se využívá při výrobě šatů z Morphotexu, díky čemuž nespotřebujete ani gram barviva. Lesklé měňavkové barvy jsou pouze hrou světel, která vzniká na základě kombinace různé síly a struktury povrchu vláken. Výroba, která zcela vynechává proces barvení, je tak šetrnější k životnímu prostředí. Rovněž nehrozí, že by se barva vymyla praním. „Občas je zkrátka dobré podívat se, jak dělá věci příroda,“ konstatuje bioložka Janine Benyus, autorka knihy Biomimicry a zakladatelka webu AskNature.org, kde jsou příklady podobných přírodních „technologií“ popsány.

Morphotex od japonské firmy Teijin Fibers Limited dostal své jméno podle tropického motýla.

Američanka českého původu Janine Benyus se kromě výzkumu věnuje i poradenské činnosti v oblasti přírodních technologií a jejími klienty jsou i velké nadnárodní společnosti. (foto: archiv Material Times, 2011)

Inspirace přírodou se hojně využívá i při výrobě oblečení na sport a do přírody. Oblíbený softshell, polyesterová tkanina, která je nepromokavá jen částečně, ale má dobré izolační schopnosti i prodyšnost, je inspirovaná šišticemi a jejich reakcí na okolní teplotu. Jiné materiály a membrány si všímají například funkcí hmyzích krovek či listů lotosu posvátného.

Materiál Sharklet je pro změnu inspirován žraločí kůží, jejíž drsná struktura, složená z maličkých šupinek žebrovaných podélnými drážkami, snižuje tření ve vodě a umožňuje tak žralokovi rychlý pohyb. Šupinky také znemožňují zachytávání řas, parazitů a bakterií. Sharklet je populární jak ve zdravotnictví, tak u plavců – firma Speedo vyvinula dvě speciální série plavek Fastskin Swimswear a LZR Racer. Na olympiádě v Pekingu už mělo žraločí kůži devadesát procent závodníků. Poté Mezinárodní plavecká federace tento typ plavek na závodech zakázala. Hrát si na žraloka prý není v souladu s fair play.

V kůži chameleona
Chceme-li vytvořit aktivní smart textilii, můžeme využít materiály, které reagují například na ultrafialové nebo infračervené záření, na vlhkost, kyselost… Chameleonní textilie, kterou letos v květnu představil tým Michala Vika z Technické univerzity v Liberci, mění barvu v závislosti na teple a světle. Pigmenty mění absorpcí UV záření nebo tepla svoji chemickou strukturu, což se navenek projeví změnou barvy. V praktické rovině to znamená, že by oděv, nebo třeba jen jeho malá část, dokázal svého majitele změnou barvy upozornit na to, že překračuje bezpečnou dávku UV záření, a pomáhat tak předcházet rakovině kůže. Zčernaly vám plavky? Měli byste si sednout do stínu.

Martina a Michal Vikovi demonstrují v květnu 2014 změnu barev.(zdroj: Radek Pirkl a Radek Petrášek, TUL)

I citlivost na teplo se hodí. Je oranžové tričko vašeho batolete najednou žluté? Vylaďte klimatizaci v autě, ať se vám dítě nepřehřeje. Ale nejde jen o praktičnost. Není zkrátka stylové odejít z práce v jiném oblečení, než ve kterém jste přišli, a přitom se nepřevléct?

Jiné materiály, jako například Outlast nebo Gorix, zase dokážou aktivně zadržovat i uvolňovat teplo. Outlast obsahuje mikroskopické kuličky Thermocules, které neustále mění skupenství. Textilie původně vznikla v laboratořích NASA a jejím úkolem bylo zajistit tělesný komfort astronautům v extrémním horku i mraze. Patent pro komerční využití dnes vlastní firma Outlast Technologies a z materiálu se vyrábějí například i dětské kombinézy, fusaky a zavinovačky. Inu, v každém dítěti je kus astronauta.

Textilie Gorix, vynález britských vědců Johna Gordona a Roberta Rixe, má ve vláknech zabudovány částice uhlíku a funguje na principu změny elektrického odporu v závislosti na tloušťce vlákna. Vlivem tepla vlákna bobtnají a elektrický odpor vrůstá, v chladu je to naopak. Technologie našla využití v armádě i v astronautice a uplatnila se i v civilní oblasti jako oblečení pro potápěče, lyžaře i vědce pracující v polárních oblastech. Připojením tepelného zdroje lze oděv vyhřívat a, co je nejzajímavější, materiál pozná lidskou přítomnost na vzdálenost třiceti centimetrů. Při propojení s vhodnou elektronikou je tedy schopen podat informaci, zda ho má majitel na sobě, či případně zda je ještě naživu. To už ovšem dostáváme do kategorie velmi inteligentních smart textilií.

Tento snově a mimozemsky vyhlížející outfit z kolekce Air pochází ze studia The Unseen londýnské umělkyně Lauren Bowker. Je vytvořen z inteligentní textilie, která dokáže měnit barvu pod vlivem proudění vzduchu. Reaguje na sedm podnětů. Na teplo, UV záření, vlhkost, chemikálie, tlak, tření a zvuk. Znečištěný vzduch například změní barvu ze žluté na černou, a tak se v barvě oděvu odráží i stav životního prostředí.

Šaty s umělou inteligencí
A nyní si zkuste představit kombinaci toho všeho. Představte si šaty, které jsou prodyšné a nepromokavé, nešpiní se a jsou antibakteriální. Vlákna tkaniny se dokážou smršťovat či rozpínat v závislosti na teplotě a také aktivně teplo akumulovat. Ať je venku arktický mráz nebo tropické vedro, teplota na povrchu vaší pokožky bude vždy přesně 33,3 °C. Oděv vás může chránit před chemikáliemi, radiací, elektrosmogem, ale třeba i před dehydratací. Může soustavně monitorovat všechny vaše tělesné funkce, v případě potřeby uvolňovat antibiotika nebo jiné léky. Může vám pomáhat při práci – celým povrchem sbírat z okolního prostředí data a průběžně je odesílat.

NASA už jistě podobné obleky testuje a stejně tak i armády vyspělých států. Je jen otázkou času, kdy se některé z těchto technologií dostanou do civilní sféry a stanou se součástí výstroje hasičů, lékařů, záchranářů a vědců pracujících v extrémních podmínkách. Robošaty budou pečovat o pacienty v nemocnicích, stanou se třeba i náhradou inkubátorů pro nedonošené děti a nakonec infiltrují sféru volného času a módy. První prototypy si pořídí geekové, sportovci a dobrodruzi.

A pak se robošatů ujme svět módy. Váš oděv bude přes den třeba měňavkový jako motýlí křídla a večer si ho díky optickým vláknům rozzáříte libovolnou barvou. Anebo bude měnit barvy podle počasí. Možná časem přestaneme takové šaty odkládat a začneme v nich trvale žít. Stanou se naší druhou kůží nového věku. A převezmou mnohé z funkcí dnešních chytrých telefonů a tabletů. Spoustu vjemů budeme moct zakusit celým povrchem těla. Bude to další krok vstříc virtuální realitě a kyberprostoru. Svět Star Treku a Duny možná není tak vzdálený.

Lucie Tomanová