Создан первый термочувствительный текстиль, который может регулировать работу нашего тела. тепло обмен с охрана окружающей среды
Наше тело поглощает или теряет тепло в виде инфракрасного излучения. При комнатной температуре около 40 процентов сердечного переноса происходит таким образом. Человек Тело — это излучатель, и мы используем одежду как средство, обеспечивающее эту регуляцию, поскольку различные ткани улавливают инфракрасное излучение и сохраняют нам тепло или прохладу, регулируя температуру. Ученые очень давно хотели разработать ткань, которая могла бы также высвобождать эту энергию, а не только улавливать ее, чтобы пассивно сохранять наше тело прохладным. Однако текстиль не реагирует на изменения, происходящие во внешней среде. охрана окружающей среды и поэтому они не обладают способностью регулировать как охлаждение, так и нагрев. Единственный способ для нас, людей, справиться с изменением температуры окружающей среды — это выбирать и носить подходящую одежду.
Новый уникальный текстиль
Ученые из Университета Мэриленда, США, создали инновационную ткань, которая может «автоматически» регулировать количество тепла, проходящего через тело человека, в зависимости от внешних погодных условий. Ткань изготовлена из специально разработанной термочувствительной пряжи (полимерного волокна), нити которой действуют как «ворота» для передачи или блокирования тепла (или инфракрасного излучения). Эти «врата» работают весьма разумно и уникальным образом. Когда снаружи погода жарко и влажно, пряди волокна уплотняются, и волокно сжимается, что позволяет раскрыть переплетение ткани. Будучи «открытой», ткань активирует охлаждение, позволяя теплу, исходящему от нашего тела, выходить наружу. Это заставляет нас чувствовать себя прохладнее, поскольку ткань также отражает солнечный свет. Напротив, когда на улице довольно сухая и холодная погода, волокно расширяется и закрывает или уменьшает зазоры, чтобы предотвратить утечку тепла и заставить человека чувствовать себя тепло. Таким образом, ткань динамически пропускает инфракрасное излучение в реальном времени в зависимости от внешних условий окружающей среды.
Технологии, стоящие за этим
Новизна ткани заключается в том, что ее базовая пряжа состоит из двух противоположных видов имеющихся в продаже синтетических материалов. материалы, гидрофильная целлюлоза и гидрофобные триацетатные волокна, которые либо поглощают, либо отталкивают воду. Нити волокна покрыты проводящим металлом - легкими углеродными нанотрубками на основе углерода - с помощью процесса, аналогичного окрашиванию в растворе, обычно используемому для промышленного окрашивания синтетических волокон. Из-за двойных свойств волокно коробится при воздействии влажных условий, например, влажности. Электромагнитная связь между углеродными нанотрубками внутри покрытия модифицируется, что действует как «регулирующий переключатель». Основываясь на этом изменении электромагнитной связи каждый раз, ткань либо блокирует тепло, либо пропускает его. Человек, носящий ткань, не осознает эту основную деятельность, поскольку ткань делает это мгновенно, менее чем за минуту. Он самостоятельно определяет уровень теплового дискомфорта человека и может изменять количество излучаемого тепла на 35 процентов по мере изменения уровня влажности под кожей.
В ходе практического эксперимента команда связала образец площадью 0.5 м2, чтобы продемонстрировать масштабируемость для будущего производства. Изменение расстояния между волокнами во влажных и сухих условиях было зафиксировано в режиме реального времени с помощью конфокальной флуоресцентной микроскопии и флуоресцентно окрашенного образца ткани. небольшой образец ткани. Они заметили, что ткань может достигать 35-процентного относительного изменения пропускания инфракрасного излучения. Во всех экспериментах ткань могла эффективно переключаться из режима охлаждения в режим нагрева менее чем за минуту.
Это практично, как настоящая одежда?
Впервые была создана новая ткань, которая помогает сохранять тепло в прохладную и сухую погоду и прохладу в жаркую и влажную погоду. Это действительно увлекательно! Ткань можно было вязать или красить, а также стирать так же, как и другую спортивную одежду. Вероятно, необходимы дополнительные исследования, чтобы сделать эту ткань более практичной и полезной для повседневного использования. Исследователи надеются в ближайшем будущем сотрудничать с производственным подразделением для производства одежды из этой новой ткани. Это открытие опубликовано в Наука является инновационным и многообещающим, поскольку такая ткань может быть полезна спортсменам, спортсменам, младенцам и пожилым людям, обеспечивая им комфорт и ощущение нормальной одежды.
Источник (ы)
Чжан XA и др., 2019. Динамическое стробирование инфракрасного излучения в текстиле. Наука. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
