Ученые СПбГУПТД разработали цифровую модель прогнозирования свойств материалов и изделий легкой промышленности. Разработка позволит повысить качество выпускаемой одежды, экипировки и разработать новые материалы.
Для создания модели ученые предприняли инновационное решение. Они установили изоморфизм между численными параметрами матмоделей свойств полимеров и качественными функциональными характеристиками. Благодаря этому открылась возможность исследования цифровых двойников полимеров. Такой подход позволил сэкономить время и ресурсы при сохрании высокого качества исследований. К тому же сами изыскания стали проще, так как для некоторых тестов не понадобилось создавать сложные условия, например, пребывания материалов в космосе. Подобные методы исследоания применяются впервые в мире. Разработка удостоена премии правительства России в области науки и техники 2023 года.
Для изготовления даже самого простого текстильного изделия требуется пройти множество этапов. Нужно создать исходное сырье, сформировать волокна, изготовить материал и химически его обработать. Качество и свойства конечного продукта можно регулировать на каждом этапе обработки сырья. Главной целью долгих исследований ученых и промышленников было выявление взаимосвязей и разработка математической модели, определяющей зависимость свойств материалов от характеристик сырья и технологических параметров. Это особенно важно для военных, пожарных, работников Крайнего Севера, спортсменов и медиков.
Созданная учеными модель позволяет учитывать влияние физических, механических, химических и эксплуатационных характеристик конечной продукции на ее потребительские, функциональные и климатические свойства, прочность, эластичность, огнеупорность и бактерицидность. Модель охватывает всю технологическую цепочку производства текстильных материалов и уже успешно внедрена на нескольких отечественных промышленных предприятиях.
При прогнозировании эксплуатационных процессов текстиля особое внимание уделялось волокнообразующим полимерам. Они нужны для выпуска хирургических нитей, ткани для парашютов, нанокомпозитов со спецсвойствами, спецодежды и иной продукции.
Фото: Engin Akyurt / Unsplash.com
