Sukurta pirmoji temperatūrai jautri tekstilė, galinti reguliuoti mūsų organizmą šiluma keistis su aplinka
Mūsų kūnas sugeria arba praranda šiluma infraraudonųjų spindulių pavidalu. Kambario temperatūroje maždaug 40 procentų širdies pernešimo vyksta tokiu būdu. Žmonių korpusas yra radiatorius, o mes naudojame drabužius kaip priemonę šiam reguliavimui, nes skirtingi audiniai sulaiko infraraudonąją spinduliuotę ir reguliuodami temperatūrą palaiko šilumą arba vėsą. Mokslininkai labai ilgai troško sukurti audinį, kuris taip pat galėtų išleisti šią energiją, o ne tik ją sulaikyti, kad mūsų kūnas būtų pasyviai vėsus. Tačiau tekstilė nereaguoja į išorėje vykstančius pokyčius aplinka ir todėl jie neturi galimybės reguliuoti tiek vėsinimo, tiek šildymo. Vienintelis būdas mums, žmonėms, susidoroti su temperatūros pokyčiais aplinkoje buvo pasirinkti ir dėvėti tinkamus drabužius.
Nauja unikali tekstilė
Merilendo universiteto (JAV) mokslininkai sukūrė naujovišką audinį, galintį „automatiškai“ reguliuoti šilumos kiekį, praeinantį per žmogaus kūną, atsižvelgiant į išorines oro sąlygas. Audinys pagamintas iš specialiai sukurtų karščiui jautrių verpalų (polimero pluošto), kurio sruogos veikia kaip „vartai“ šilumai (arba infraraudonajai spinduliuotei) perduoti arba blokuoti. Šie „vartai“ veikia gana protingai ir labai unikaliu būdu. Kai išorė oras yra karšta ir drėgna, pluošto sruogos sutankinamos, o pluoštas susitraukia, todėl galima atidaryti audinio pynimą. Kai „atsidaro“, audinys suaktyvina vėsinimą, leisdamas iš mūsų kūno sklindančiai šilumai pasišalinti. Tai leidžia mums jaustis vėsiau, nes audinys taip pat atspindi saulės šviesą. Priešingai, kai lauke gana sausas ir šaltas, pluoštas plečiasi ir uždaro arba sumažina tarpus, kad šiluma nepatektų ir žmogus jaustųsi šiltas. Taigi, audinys dinamiškai apsaugo infraraudonąją spinduliuotę realiu laiku, atsižvelgiant į išorines aplinkos sąlygas.
Technologijos už to
Audinio naujumas yra dėl jo pagrindo verpalų, sudarytų iš dviejų priešingų rūšių komerciškai prieinamų sintetinių medžiagų. medžiagos, hidrofilinės celiuliozės ir hidrofobinio triacetato pluoštai, kurie arba sugeria, arba atstumia vandenį. Pluošto sruogos yra padengtos laidžiu metalu – anglies pagrindu pagamintais lengvais anglies nanovamzdeliais – tokiu būdu, kaip dažymas tirpalu, dažniausiai naudojamas pramoniniam sintetinių pluoštų dažymui. Dėl dvigubų savybių pluoštas deformuojasi, kai jį veikia drėgnos sąlygos, pvz., drėgmė. Elektromagnetinė jungtis tarp anglies nanovamzdelių dangos viduje keičiasi ir veikia kaip „reguliavimo jungiklis“. Remiantis šiuo elektromagnetinio sujungimo pasikeitimu kiekvieną kartą, audinys arba blokuoja šilumą, arba leidžia jai praeiti. Asmuo, dėvintis audinį, nesuvokia šios pagrindinės veiklos, nes audinys tai atlieka labai akimirksniu, greičiau nei per minutę. Jis pats pajunta žmogaus šiluminio diskomforto lygį ir gali keisti spinduliuojamo šilumos kiekį 35 procentais, kai keičiasi drėgmės lygis po oda.
Praktinio eksperimento metu komanda numezgė 0.5 m2 pavyzdį, kad parodytų mastelio keitimą būsimai gamybai. Pluošto atstumo pokytis drėgnomis ir sausomis sąlygomis buvo užfiksuotas realiu laiku, naudojant konfokalinę fluorescencinę mikroskopiją ir fluorescenciniu būdu nudažytą audinio pavyzdį. Norėdami kiekybiškai įvertinti pluošto veikimą, jie naudojo Furjė transformacijos IR spektrometrą, pritvirtintą prie kintančios drėgmės aplinkos kameros, kurioje yra mažas audinio gabalas. Jie pastebėjo, kad audinys gali pasiekti 35 procentų santykinį infraraudonųjų spindulių pralaidumo pokytį. Visuose eksperimentuose audinys galėjo efektyviai perjungti iš vėsinimo į šildymo režimą per mažiau nei minutę.
Ar tai praktiška kaip tikri drabužiai?
Pirmą kartą sukurtas naujas audinys, kuris padeda žmogui sušilti, kai lauke vėsu ir sausa, ir vėsu, kai oras karštas ir drėgnas. Tai tikrai žavu! Audinys gali būti megztas arba dažytas, taip pat skalbiamas panašiai kaip ir kiti sportiniai drabužiai. Tikėtina, kad reikės daugiau tyrimų, kad šis audinys būtų praktiškesnis ir naudingesnis kasdieniam naudojimui. Tyrėjai tikisi artimiausiu metu bendradarbiauti su gamybos padaliniu, kad gamintų drabužius iš šio naujo audinio. Šis atradimas buvo paskelbtas m Mokslas yra novatoriškas ir perspektyvus, nes toks audinys gali būti naudingas sportininkams, sportininkams, kūdikiams ir vyresnio amžiaus žmonėms, suteikdamas jiems patogumo ir įprastos aprangos jausmą.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Zhang XA et al 2019. Dinaminis infraraudonosios spinduliuotės blokavimas tekstilėje. Mokslas. 363 straipsnio 6427 dalį.
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
