Dlaczego węgiel nie stał się Twoim kolejnym strojem?

Wyobraź sobie noszenie ubrań tak wytrzymałych jak pancerz Iron Mana, potrafiących przewodzić prąd i generować ciepło – brzmi całkiem fajnie, prawda? Aż do momentu, gdy spróbujesz schylić się, by zawiązać buty, i zdasz sobie sprawę, że jesteś sztywny jak robot – to właśnie rzeczywisty dylemat, z jakim tradycyjne włókno węglowe musi się zmierzyć, chcąc stać się odzieżą.

Dlaczego tradycyjnego włókna węglowego nie można bezpośrednio używać do produkcji odzieży?
Twardość i miękkość:

T tradycyjne kompozyty z włókna węglowego są znane ze swojej wyjątkowej sztywności i wytrzymałości, przypominając cienkie arkusze metalu lub twardego plastiku raczej niż tkaninę. Nie można ich zginać ani składać w stopniu niezbędnym do codziennego ubioru, a noszenie ich byłoby podobne do zbroi – ekstremalnie niewygodne.

Komfort:
Tkanina z włókna węglowego składa się z tysięcy bardzo cienkich nitek węglowych. Jeśli te nitki ulegną pęknięciu, tworzą drobne zadziory, które mogą drażnić skórę lub nawet powodować urazy. Nie wchłania wilgoci ani nie zapewnia przepływu powietrza, co skutkuje bardzo nieprzyjemnym uczuciem podczas noszenia bezpośrednio przy skórze.

Koszt i przetwarzanie:
Produkcja tradycyjnego odzieżowego elementu z włókna węglowego wymaga skomplikowanych form i procesów utwardzania, co czyni ją ekstremalnie kosztowną i zasadniczo niemożliwą do osiągnięcia skali produkcji masowej możliwej przy krojeniu tkanin.

W jaki sposób włókno węglowe jest stosowane w przemyśle odzieżowym?

Chociaż nie nadaje się on jako materiał podstawowy, włókno węglowe znalazło swoje zastosowanie w odzieży wysokiej klasy i funkcjonalnej dzięki swoim unikalnym właściwościom przewodzenia, lekkości i dużej wytrzymałości.

Inteligentna podgrzewana odzież

To obecnie najbardziej powszechne rozwiązanie zastosowanie . Ultra cienkie, elastyczne nici z włókna węglowego (lub włókna z nanorurek węglowych) są tkane w tkaniny przewodzące, lub włókna węglowe są formowane w giętkie warstwy grzewcze i umieszczane pomiędzy warstwami odzieży.

Zasada działania: Po podłączeniu do prądu włókna węglowe generują ciepło podobnie jak przewody grzewcze elektryczne, zapewniając aktywne ogrzewanie. W porównaniu z tradycyjnymi metalowymi przewodami grzewczymi, ogrzewanie za pomocą włókna węglowego oferuje bardziej równomierne rozprowadzenie ciepła, mniejszą wagę, większą elastyczność oraz odporność na korozję.

Zastosowania: Luksusowe kurtki narciarskie, kombinezony motocyklowe, odzież do ekspedycji terenowych, inteligentne kamizelki itp.

Odzież ekranująca przed promieniowaniem elektromagnetycznym

Włókno węglowe charakteryzuje się doskonałą przewodnością elektryczną i może ekranować fale elektromagnetyczne. Gdy jest przędzone na włókna i mieszane z tkaninami, może być używane do tworzenia specjalistycznej odzieży ochronnej zaprojektowanej w celu ochrony pracowników w określonych branżach przed skutkami promieniowania elektromagnetycznego.
Elementy wzmacniające konstrukcję
W miejscach wymagających szczególnej wytrzymałości i sztywności stosuje się niewielkie fragmenty włókna węglowego. Na przykład w sprzęcie ochronnym przeznaczonym do sportów ekstremalnych (takim jak ochraniacze kolan motocyklowych czy osłony pleców), lub jako podpory konstrukcyjne w okolicach barków i talii wysokiej klasy indywidualnie projektowanej odzieży – choć ta funkcja bardziej przypomina «wkładkę» niż samą tkaninę.

Projektowanie mody i koncepcji

Niektórzy awangardowi projektanci wykorzystują tkaninę z włókna węglowego — stosunkowo miękką tkaninę z włókna węglowego, która nie została jeszcze utwardzona żywicą — jako elementy dekoracyjne w pokazach mody wysokiej klasy, tworząc unikalne efekty wizualne i futurystyczną estetykę. Takie podejście pozostaje jednak zwykle ograniczone do wystąpień na wybiegach i nie nadaje się do codziennego użytku.

Przyszłe perspektywy: bardziej zaawansowane materiały węglowe

Naukowcy badają bardziej zaawansowane materiały węglowe, aby naprawdę urzeczywistnić marzenie o "odzieży z włókna węglowego".

Włókna z nanorurek węglowych:

Te makroskopowe włókna wykonane z nanorurek węglowych są cieńsze i bardziej wytrzymałe niż włókna węglowe, a jednocześnie cechują się lepszą elastycznością i właściwościami tekstylnymi. W przyszłości mogą być one bezpośrednio tkane w odzież, która będzie zarazem niezwykle wytrzymała i wygodna w noszeniu.

Tkanina grafenowa:

Wprowadzenie grafenu do włókien pozwala na tworzenie tkanin inteligentnych, które są przewodzące elektrycznie i termicznie, mają właściwości antybakteryjne, są odporne na promieniowanie UV oraz niezwykle wytrzymałe.
Być może w niedalekiej przyszłości rzeczywiście będziemy mogli nosić kurtki z nanorurek węglowych, które będą miękkie jak bawełna, a jednocześnie tak solidne jak zbroja. Wtedy dzisiejsza zbroja z włókien węglowych może być postrzegana jako ciekawa wczesna próba w tej ewolucyjnej drodze.