Megszületett az első hőmérséklet-érzékeny textil, amely képes szabályozni szervezetünk működését hőség cserélni a környezet
Testünk felszívja vagy elveszíti hőség infravörös sugárzás formájában. Szobahőmérsékleten a szívtranszfer körülbelül 40 százaléka megy végbe ilyen módon. Emberi A body egy radiátor, és ruházatot használunk, hogy lehetővé tegyük ezt a szabályozást, mivel a különböző szövetek felfogják az infravörös sugárzást, és a hőmérséklet szabályozásával melegen vagy hűvösen tartanak bennünket. A tudósok nagyon régóta vágytak egy olyan szövet kifejlesztésére, amely felszabadítja ezt az energiát, nem pedig csak csapdába ejti, így testünket passzívan hűvösnek tartja. A textíliák azonban nem reagálnak a külső változásokra környezet és így nem rendelkeznek a hűtés és a fűtés szabályozásának képességével. Nekünk, embereknek az egyetlen módja annak, hogy megbirkózzunk a környezet hőmérsékletének változásával, a megfelelő ruházat kiválasztása és viselése.
Új, egyedi textil
A University of Maryland (USA) tudósai olyan innovatív szövetet hoztak létre, amely képes „automatikusan” szabályozni az egyén testén áthaladó hőmennyiséget a külső időjárási viszonyoknak megfelelően. A szövet speciálisan megtervezett hőérzékeny fonalból (polimer szálból) készül, amelynek szálai „kapuként” működnek a hő (vagy infravörös sugárzás) továbbítása vagy blokkolása előtt. Ez a „kapu” egészen intelligensen működik, egy nagyon egyedi módon. Amikor a külső időjárás meleg és párás, a szálak összenyomódnak és a szál összeesik, ami lehetővé teszi a szövés kinyitását. Amint „kinyílik”, az anyag aktiválja a hűtést azáltal, hogy lehetővé teszi a testünkből kisugárzó hő távozását. Ettől hűvösebbnek érezzük magunkat, mivel az anyag a napfényt is visszaveri. Ezzel szemben, amikor a külső időjárás meglehetősen száraz és hideg, a szál kitágul és bezárja vagy csökkenti a hézagokat, hogy megakadályozza a hő távozását, amitől a személy felmelegszik. Így a szövet dinamikusan, valós időben védi az infravörös sugárzást a külső környezeti feltételek alapján.
Technológia mögötte
A szövet újdonsága az alapfonalnak köszönhető, amely két ellentétes típusú, kereskedelmi forgalomban kapható szintetikus anyagból áll. anyagok, hidrofil cellulóz és hidrofób triacetát szálak, amelyek vagy felszívják vagy taszítják a vizet. A szál szálait vezetőképes fémmel – szénalapú könnyű szén nanocsövekkel – vonják be a szintetikus szálak ipari festésére általánosan használt oldatos festéshez hasonló eljárással. A kettős tulajdonsága miatt a szál megvetemedik, ha nedves körülményeknek, például páratartalomnak van kitéve. A bevonat belsejében lévő szén nanocsövek közötti elektromágneses csatolás módosul, ami „szabályozó kapcsolóként” működik. Az elektromágneses csatolás minden alkalommal bekövetkező változása alapján a szövet vagy blokkolja a hőt, vagy átengedi azt. Az anyagot viselő személy nem veszi észre ezt a mögöttes tevékenységet, mivel az anyag ezt egy percen belül nagyon azonnal megteszi. Egyedül érzékeli az ember termikus kényelmetlenségi szintjét, és 35 százalékkal változtathatja a kisugárzott hő mennyiségét, ahogy a bőr alatti páratartalom szintje változik.
Egy gyakorlati kísérlet során a csapat egy 0.5 m2-es mintát kötött, hogy megmutassa a méretezhetőséget a jövőbeni gyártás számára. A száltávolság eltolódását nedves és száraz körülmények között valós időben rögzítették konfokális fluoreszcens mikroszkóppal és a szövet fluoreszcensen festett mintázatával. A szálak teljesítményének számszerűsítésére Fourier-transzformációs infravörös spektrométert használtak, amely egy változó páratartalmú környezeti kamrához volt csatlakoztatva. egy kis minta az anyagból. Megfigyelték, hogy a szövet 35 százalékos relatív változást tudott elérni az infravörös áteresztőképességben. A szövet minden kísérletben egy perc alatt hatékonyan tudott hűtésről fűtésre váltani.
Praktikus, mint az igazi ruha?
Első alkalommal hoztak létre egy újszerű szövetet, amely segít abban, hogy az ember melegen tudjon maradni, amikor a kinti hűvös, száraz és hűvös, amikor az idő meleg és párás. Ez valóban lenyűgöző! Az anyag köthető vagy festhető, és más sportruházathoz hasonlóan mosható is. Valószínűleg több kutatásra van szükség ahhoz, hogy ez a szövet praktikusabb és hasznosabb legyen a mindennapi használatra. A kutatók abban reménykednek, hogy a közeljövőben együttműködhetnek egy gyártóegységgel, hogy ebből az újszerű anyagból készült ruhákat állítsanak elő. Ezt a felfedezést ben tették közzé Tudomány innovatív és ígéretes, mivel egy ilyen anyag előnyös lehet sportolók, sportolók, csecsemők és idősek számára azáltal, hogy kényelmet és normál ruházati érzetet biztosít számukra.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Zhang XA et al 2019. Infravörös sugárzás dinamikus kapuzása textilben. Tudomány. 363. (6427) bekezdése alapján.
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
