Была створана першая адчувальная да тэмпературы тканіна, якая можа рэгуляваць тэмпературу нашага цела цёпла абмен з ст навакольнае асяроддзе
Наша цела паглынае або губляе цёпла у выглядзе інфрачырвонага выпраменьвання. Пры пакаёвай тэмпературы прыкладна 40 працэнтаў перадачы сэрца адбываецца такім чынам. Чалавек цела з'яўляецца радыятарам, і мы выкарыстоўваем адзенне як сродак для ўключэння гэтага рэгулявання, паколькі розныя тканіны затрымліваюць інфрачырвонае выпраменьванне і захоўваюць цяпло або прахалоду, рэгулюючы тэмпературу. Навукоўцы вельмі доўга жадалі распрацаваць тканіну, якая магла б таксама вызваляць гэтую энергію, а не толькі ўлоўліваць яе, каб падтрымліваць наша цела ў пасіўным астуджэнні. Аднак тэкстыль не рэагуе на змены, якія адбываюцца ў вонкавым выглядзе навакольнае асяроддзе і таму яны не валодаюць здольнасцю рэгуляваць астуджэнне і нагрэў. Адзіны спосаб для нас, людзей, справіцца са зменай тэмпературы ў навакольным асяроддзі - гэта выбраць і насіць адпаведнае адзенне.
Новы унікальны тэкстыль
Навукоўцы з Універсітэта штата Мэрыленд, ЗША, стварылі інавацыйную тканіну, якая можа «аўтаматычна» рэгуляваць колькасць цяпла, якое праходзіць праз цела чалавека ў залежнасці ад знешніх умоў надвор'я. Тканіна зроблена са спецыяльна распрацаванай цеплаадчувальнай пражы (палімернага валакна), ніткі якой дзейнічаюць як «вароты» для перадачы або блакіроўкі цяпла (ці інфрачырвонага выпраменьвання). Гэтыя «вароты» працуюць вельмі разумна і вельмі унікальным чынам. Калі звонку надвор'е горача і вільготна, ніткі валакна ўшчыльняюцца, і валакно згортваецца, што дазваляе адкрыць перапляценне тканіны. Пасля «адкрыцця» тканіна актывуе астуджэнне, дазваляючы цяплу, якое выпраменьваецца ад нашага цела, выходзіць. Гэта прымушае нас адчуваць сябе прахаладней, бо тканіна таксама адлюстроўвае сонечнае святло. У адрозненне ад гэтага, калі на вуліцы даволі сухое і халоднае надвор'е, валакно пашыраецца і закрывае або памяншае шчыліны, каб не дапусціць выхаду цяпла і выклікаць у чалавека пачуццё цяпла. Такім чынам, тканіна дынамічна адхіляе інфрачырвонае выпраменьванне ў рэжыме рэальнага часу ў залежнасці ад знешніх умоў навакольнага асяроддзя.
За гэтым стаіць тэхналогія
Навізна тканіны звязана з яе асновай пражы, якая складаецца з двух процілеглых відаў сінтэтычных, даступных у продажы. Матэрыялы, гідрафільная цэлюлоза і гідрафобныя трыацэтатныя валакна, якія альбо паглынаюць, альбо адштурхваюць ваду. Ніткі валакна пакрытыя токаправодным металам - лёгкімі вугляроднымі нанатрубкамі на аснове вугляроду - з дапамогай працэсу, падобнага да фарбавання ў растворы, звычайна выкарыстоўванага для прамысловага афарбоўвання сінтэтычных валокнаў. З-за падвойных уласцівасцяў валакно дэфармуецца пры ўздзеянні вільготных умоў, такіх як вільготнасць. Электрамагнітная сувязь паміж вугляроднымі нанатрубкамі ўнутры пакрыцця мадыфікуецца, што дзейнічае як «рэгулявальны перамыкач». Зыходзячы з гэтай змены электрамагнітнай сувязі кожны раз, тканіна альбо блакуе цяпло, альбо дазваляе яму праходзіць. Чалавек, які носіць тканіну, не разумее гэтай асноўнай дзейнасці, бо тканіна робіць гэта вельмі імгненна менш чым за хвіліну. Ён самастойна адчувае ўзровень цеплавога дыскамфорту чалавека і можа змяняць колькасць цяпла, выпраменьванага на 35 працэнтаў, па меры змены ўзроўню вільготнасці пад скурай.
У практычным эксперыменце каманда звязала ўзор плошчай 0.5 м2, каб паказаць магчымасць маштабавання для будучага вытворчасці. Зрух паміж валакнамі ў вільготных і сухіх умовах быў зафіксаваны ў рэжыме рэальнага часу з дапамогай канфакальнай флуарэсцэнтнай мікраскапіі і флуоресцентно афарбаванага ўзору тканіны. Для колькаснай ацэнкі прадукцыйнасці валакна яны выкарыстоўвалі ВК-спектрометр з пераўтварэннем Фур'е, далучаны да зменнай вільготнасці камеры навакольнага асяроддзя, якая змяшчае невялікі ўзор тканіны. Яны заўважылі, што тканіна можа дасягнуць 35-працэнтнага адноснага змены інфрачырвонага прапускання. Ва ўсіх эксперыментах тканіна магла эфектыўна пераходзіць з рэжыму астуджэння ў рэжым нагрэву менш чым за хвіліну.
Гэта практычна, як сапраўдная вопратка?
Упершыню створана новая тканіна, якая дапамагае сагрэцца, калі на вуліцы прахалоднае і сухое, і прахалоднае, калі надвор'е спякотнае і вільготнае. Гэта сапраўды захапляе! Тканіну можна было вязаць або фарбаваць, а таксама сціраць такім жа спосабам, як і іншую спартыўную вопратку. Верагодна, неабходны дадатковыя даследаванні, каб зрабіць гэтую тканіну больш практычнай і карыснай для паўсядзённага выкарыстання. Даследчыкі спадзяюцца ў найбліжэйшай будучыні супрацоўнічаць з вытворчым падраздзяленнем, каб вырабляць адзенне з гэтай новай тканіны. Гэта адкрыццё апублікавана ў навука з'яўляецца інавацыйным і перспектыўным, паколькі такая тканіна можа быць карыснай для спартсменаў, спартсменаў, немаўлятаў і пажылых людзей, забяспечваючы ім камфорт і адчуванне звычайнай вопраткі.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Zhang XA et al 2019. Дынамічны строб інфрачырвонага выпраменьвання ў тэкстылі. навука. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
