A fost creat primul material textil sensibil la temperatură care poate regla corpul nostru căldură schimb cu mediu inconjurator
Corpul nostru absoarbe sau pierde căldură sub formă de radiație infraroșie. La temperatura camerei, aproximativ 40% din transferul inimii are loc în acest fel. Uman corpul este un radiator și folosim îmbrăcămintea ca mijloc de a permite această reglementare, deoarece diferite țesături captează radiațiile infraroșii și ne mențin cald sau rece prin reglarea temperaturii. Oamenii de știință și-au dorit de foarte mult timp să dezvolte o țesătură care, de asemenea, ar putea elibera această energie, mai degrabă decât să o prindă în capcană, astfel încât să ne mențină corpul pasiv rece. Cu toate acestea, textilele nu răspund la schimbările care apar în exterior mediu inconjurator și astfel nu au capacitatea de a regla atât răcirea, cât și încălzirea. Singura modalitate prin care noi, oamenii, putem face față schimbărilor de temperatură din mediu a fost să alegem și să purtăm îmbrăcăminte adecvată.
Un nou material textil unic
Oamenii de știință de la Universitatea din Maryland, SUA au creat o țesătură inovatoare care ar putea regla „automat” cantitatea de căldură care trece prin corpul unei persoane în funcție de condițiile meteorologice externe. Țesătura este realizată dintr-un fir sensibil la căldură special conceput (fibră polimerică) ale cărui fire acționează ca o „poartă” pentru transmiterea sau blocarea căldurii (sau radiației infraroșii). Această „poartă” funcționează destul de inteligent într-un mod foarte unic. Când afară vreme este fierbinte și umed, firele fibrei se compactează, iar fibra se prăbușește, ceea ce permite deschiderea țesăturii țesăturii. Odată „deschis”, materialul activează răcirea, permițând căldurii radiate din corpul nostru să scape. Acest lucru ne face să ne simțim mai rece, deoarece materialul reflectă și lumina soarelui. În schimb, când vremea de afară este destul de uscată și rece, fibra se extinde și închide sau reduce golurile pentru a preveni scăparea căldurii, făcând persoana să se simtă caldă. Așadar, materialul blochează dinamic radiația infraroșie în timp real, pe baza condițiilor de mediu exterioare.
Tehnologia din spatele ei
Noutatea țesăturii se datorează firului său de bază, care este alcătuit din două tipuri opuse de materiale sintetice disponibile comercial. Materiale, celuloză hidrofilă și fibre de triacetat hidrofobe, care fie absorb sau resping apa. Șuvițele fibrei sunt acoperite cu un metal conductor – un nanotuburi de carbon ușor pe bază de carbon – printr-un proces similar cu vopsirea în soluție folosită în mod obișnuit pentru vopsirea industrială a fibrelor sintetice. Datorită proprietăților duble, fibra se deformează atunci când este expusă la condiții umede, cum ar fi umiditatea. Cuplarea electromagnetică dintre nanotuburile de carbon din interiorul acoperirii este modificată, ceea ce acționează ca un „comutator de reglare”. Pe baza acestei schimbări a cuplării electromagnetice de fiecare dată, materialul fie blochează căldura, fie îi permite să treacă. Persoana care poartă materialul nu realizează această activitate subiacentă, deoarece materialul face acest lucru instantaneu în mai puțin de un minut. Sesizează singur nivelurile de disconfort termic al unei persoane și poate varia cantitatea de căldură radiată cu 35% pe măsură ce nivelul de umiditate de sub piele se schimbă.
Într-un experiment practic, echipa a tricotat un eșantion de 0.5 m2 pentru a arăta scalabilitatea pentru fabricarea viitoare. Schimbarea distanței dintre fibre în condiții umede și uscate a fost surprinsă în timp real utilizând microscopie fluorescentă confocală și un eșantion de țesătură vopsit fluorescent. Pentru a cuantifica performanța fibrelor, au folosit un spectrometru IR cu transformă Fourier atașat la o cameră de mediu cu umiditate variabilă care conține un mic eșantion de material. Ei au observat că țesătura ar putea atinge o schimbare relativă de 35% a transmisiei în infraroșu. Materialul ar putea trece eficient de la modul de răcire la modul de încălzire în mai puțin de un minut în toate experimentele.
Este practic ca o îmbrăcăminte adevărată?
A fost creată pentru prima dată o țesătură nouă, care ajută o persoană să rămână caldă atunci când vremea de afară este rece și uscată și răcoroasă când vremea este caldă și umedă. Acest lucru este într-adevăr fascinant! Țesătura poate fi tricotată sau vopsită și, de asemenea, poate fi spălată într-un mod similar cu alte articole de îmbrăcăminte sport. Probabil că sunt necesare mai multe cercetări pentru a face această țesătură mai practică și mai utilă pentru utilizarea de zi cu zi. Cercetătorii speră să colaboreze cu o unitate de producție în viitorul apropiat pentru a produce îmbrăcăminte realizată din această țesătură inedită. Această descoperire publicată în Ştiinţă este inovatoare și promițătoare, deoarece o astfel de țesătură ar putea fi benefică pentru sportivi, sportivi, sugari și persoane în vârstă, oferindu-le confort și senzația de îmbrăcăminte normală.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Zhang XA et al 2019. Activarea dinamică a radiației infraroșii într-un material textil. Ştiinţă. 363(6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
