Prvi rezultati raziskav pametnih tekstilij so se v javnosti pojavili v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja, njihov razvoj pa je spodbudil vojaški sektor. Med znanimi pionirskimi deli je na primer »Georgia Tech Wearable Motherboard« (nosljiva matična plošča Georgie Tech), pametna majica, ki so jo S. Jayaraman in njegovi sodelavci oblikovali na ameriški univerzi Georgia Tech. Oblačilo, ki je prepredeno s senzorji, je namenjeno ne le zaznavanju sprememb v zdravstvenem stanju vojakov v dejanskem času (denimo morebitnih ran med bojem), ampak tudi zbiranju in analiziranju njihovih zdravstvenih podatkov. Tudi ameriška univerza MIT z umetnico in tehnologinjo Maggie Orth na čelu je znana po pionirskih raziskavah na tem področju, pri katerih so tekstilije združevali s prevodnimi materiali, snovmi, ki spreminjajo barvo, in elektroniko.

Georgia Tech Wearable Motherboard (dostopno na: https://pwp.gatech.edu/smartshirt/, pridobljeno 16. 01. 2019)

Inovacije na področju tekstilij so bile seveda zanimive tudi za modo in modno industrijo, Philips Design je v liniji »nosljive elektronike«, ki so jo poimenovali New Nomads (Moderni nomadi), že leta 2000 ponujal oblačila, v katera je vtkana elektronika, Sabine Seymour, oblikovalka, podjetnica in raziskovalka, pa je ob raziskavah na tem področju leta 2008 objavila tudi svoje prvo delo na to temo z naslovom Fashionable Technology (Modna tehnologija), pri čemer je sam pojem »fashionable technology« lansirala že leta 2000. Kljub temu pa – predvsem zaradi še vedno slabih lastnosti glede obstojnosti, vzdrževanja in udobja ter visokih stroškov – do pravega razmaha uporabnih oziroma komercialnih pametnih tekstilij do zdaj še ni prišlo.

Leta 2011 je Evropski odbor za standardizacijo objavil svojo opredelitev pametnih tekstilij (Textiles and textile products – Smart textiles – Definitions, categorisation, applications and standardization needs). Že na samem začetku opozarjajo, da so predstave o »pametnem« oziroma »inteligentnem« tekstilu precej različne, pri čemer se oznaki »pameten« in »inteligenten« uporabljata predvsem za marketinške namene. A ker tehnično ustrezneje opredeljen material rabe teh pojmov po njihovem mnenju ne bi preprečil, se zanjo odločajo tudi sami. Čeprav se jim standardizacija pametnih tekstilij ne zdi preprosta, saj se prekriva s standardizacijo »tradicionalnih« tekstilnih izdelkov, ponudijo osnovno definicijo: pametni tekstilni material je »funkcionalni tekstilni material, ki je v interakciji z okoljem, v katerem se nahaja, to pomeni, da se odziva ali prilagaja na spremembe v okolju«.

Pametne tekstilije bi v grobem lahko razdelili na dve skupini, na pasivne in aktivne. Prva skupina predstavlja tekstilije, v katere so vtkani senzorji in sprožilni mehanizmi, ki lahko zaznavajo različne signale iz okolja in posredujejo informacije o notranjih parametrih, kar je veljalo tudi za že omenjeno pametno majico. Temelj druge skupine pa so same lastnosti tekstilij – pametne tekstilije imajo v tem primeru sposobnost, da svoje lastnosti spreminjajo glede na zunanje dražljaje, kar včasih lahko deluje po načelu biomimikrije. Rečeno povsem hipotetično: ker se določen material zaradi vlage zelo raztegne, bi lahko denimo v primeru dežja ustvaril streho.

Dr. Laetitia Marrot med preizkušanjem prevodnosti tekstilnega kompozita. Foto: InnoRenew CoE

Trenutne raziskave dr. Laetitie Marrot, raziskovalke v InnoRenew CoE, ki se med drugim posveča raziskavam na tem področju, bi lahko uvrstili v drugo skupino, saj se ukvarja s prevodnostjo tekstilij glede na obremenitev ali napetost, kar sta dejavnika okolja, na katera se tekstil odziva. Tej tematiki se je začela posvečati v okviru akcije COST CONTEXT, pri kateri si prizadevajo povezati strokovnjake z različnih področij in okolij, da bi izboljšali uporabnost, funkcionalnost, obstojnost in udobnost pametnih tekstilij. Te seveda niso namenjene zgolj za oblačila, čeprav so nekatere raziskave na tem področju izjemno obetavne – kot na primer triboelektrična tkanina, ki vire iz okolja, kot so veter, sonce in gibanje, pretvarja v električno energijo, zaradi česar bi človek lahko postal svoj lastni proizvajalec električne energije –, ampak tudi za prevozna sredstva, bivalne prostore ali zgradbe in celo za vsrkavanje onesnaženja, kar so nedavno razvili na francoskem nacionalnem znanstvenoraziskovalnem centru (CNRS) v Lyonu.

Pri raziskavah dr. Laetitie Marrot je torej zelo pomembna prevodnost materiala. Ker se ukvarja z razvijanjem prevodnih tekstilij iz obnovljivih virov, neprevodni tekstil iz naravnih vlaken (lan) združuje s prevodnimi materiali. Za prevleko pri poskusih zaradi izjemnih prevodnih lastnosti trenutno uporablja grafit, ki ga v prihodnosti namerava nadomestiti z bioogljem, pridobljenim iz karbonizirane biomase. Material je prevoden, če v njem prosto krožijo električni naboji in omogočajo prehod električnega toka. Prevodne poti ustvarjajo delci oglja v prevleki; čim bližji so si delci, krajša je pot prenosa elektronov in s tem tudi višja prevodnost, in prav na tem temelji osnovna ideja njenih raziskav. Z merjenjem prevodnosti se namreč lahko odčitajo odstopanja – če se takšen kompozitni tekstil raztegne, se njegova prevodnost spremeni.

Merjenje električne upornosti tekstilnega kompozita. Foto: InnoRenew CoE

Uporabnost takega tekstilnega kompozita ob ustreznem monitoringu bi dr. Laetitia Marrot rada razvijala na dveh področjih. Prvo se nanaša na gradbene objekte (zgradbe, mostove): material bi vgradili v samo konstrukcijo, spremembe, kot so denimo razpoke, ki nastanejo zaradi potresa ali kakšnih drugih okoliščin in bi bile za objekt lahko škodljive, pa bi se odrazile na tekstilnem kompozitu. Monitoring bi zaradi sprememb prevodnosti lahko zaznal nastanek razpok v konstrukciji, o poškodbah pa obvestil uporabnika ali sprožil alarm.

Druga možnost je razvoj interaktivne tekstilne talne obloge, občutljive na pritisk, ki bi bila namenjena predvsem varnosti in aktivnemu življenju starejših. Takšna talna obloga bi torej imela dvojni namen. Po eni strani bi spodbujala gibalno aktivnost starejših – odzivala bi se na pritisk med uporabnikovo hojo in bi lahko delovala kot pripomoček za individualno ali skupinsko rehabilitacijo. Ker bi bila povezana z zvočno aplikacijo, bi, denimo, predvajala glasbo v ritmu uporabnikovih korakov. Po drugi strani pa bi zaznala, če bi uporabnik padel in ne bi mogel vstati ali bi se poškodoval, kar bi nemudoma sporočila izbranim osebam (medicinskemu osebju, družinskemu članu, varuhu). Dr. Laetitia Marrot se v bližnji prihodnosti namerava posvetiti prav razvoju interaktivne tekstilne talne obloge. Prvi korak v tej smeri bodo raziskave, ki jih bo opravila v Pragi v okviru kratkoročnega raziskovalnega obiska (STSM), ki ga financira akcija COST Sheld-on.

Možna uporabnost pametnih tekstilij je torej izjemno široka in obetavna, še posebej dragocena pa se zdi za področja, kot so reševanje (denimo za oblačila gasilcev), zdravstvo oziroma zdravstvena oskrba in pri tako imenovanem podpornem okolju za samostojno življenje (AAL – Ambient Assisted Living), ki ljudem, potrebnim pomoči, pomaga k večji samostojnosti.