Die eerste temperatuur-sensitiewe tekstiel is geskep wat ons liggaam s'n kan reguleer hitte ruil met die omgewing
Ons liggaam absorbeer of verloor hitte in die vorm van infrarooi straling. By kamertemperatuur vind ongeveer 40 persent van hartoordrag op hierdie manier plaas. Mens liggaam is 'n verkoeler en ons gebruik klere as 'n manier om hierdie regulering moontlik te maak, aangesien verskillende materiale infrarooi straling vasvang en ons warm of koel hou deur die temperatuur te reguleer. Wetenskaplikes het baie lank begeer om 'n stof te ontwikkel wat ook hierdie energie kan vrystel eerder as om dit net vas te vang, om ons liggaam passief koel te hou. Tekstiele reageer egter nie op die veranderinge wat in die uiterlike plaasvind nie omgewing en dus beskik hulle nie oor die vermoë om beide verkoeling en verhitting te reguleer nie. Die enigste manier vir ons mense om veranderinge in temperatuur in die omgewing te hanteer, was om geskikte klere te kies en te dra.
'n Nuwe unieke tekstiel
Wetenskaplikes van die Universiteit van Maryland, VSA, het 'n innoverende materiaal geskep wat 'outomaties' die hoeveelheid hitte wat deur 'n persoon se liggaam gaan reguleer volgens die eksterne weerstoestande. Die materiaal is gemaak van 'n spesiaal vervaardigde hitte-sensitiewe garing (polimeervesel) waarvan die stringe as 'n 'poort' dien vir die hitte (of infrarooi straling) om oor te dra of te blokkeer. Hierdie 'hek' werk redelik intelligent op 'n baie unieke manier. Wanneer die buitekant weer is warm en vogtig, die stringe van die veselpak en die vesel val ineen wat die weefselweefsel oopmaak. Sodra dit 'oop' is, aktiveer die stof verkoeling deur die hitte wat uit ons liggaam uitstraal toe te laat om te ontsnap. Dit laat ons koeler voel aangesien die stof ook sonlig weerkaats. Daarteenoor, wanneer die buiteweer taamlik droog en koud is, brei die vesel uit en sluit of verklein die gapings om te verhoed dat hitte ontsnap wat die persoon warm laat voel. Dus, die stof omsluit infrarooi straling dinamies in reële tyd gebaseer op buite omgewingstoestande.
Tegnologie daaragter
Die nuwigheid van die stof is te danke aan sy basisgare wat bestaan uit twee teenoorgestelde soorte kommersieel beskikbare sintetiese materiaal, hidrofiele sellulose en hidrofobiese triasetaatvesels, wat water óf absorbeer óf afstoot. Die stringe van die vesel word bedek met 'n geleidende metaal - 'n koolstofgebaseerde liggewig-koolstofnanobuise - deur 'n proses soortgelyk aan oplossingskleuring wat algemeen gebruik word vir industriële kleur van sintetiese vesels. As gevolg van die dubbele eienskappe krom die vesel wanneer dit aan vogtige toestande soos humiditeit blootgestel word. Die elektromagnetiese koppeling tussen koolstofnanobuise binne die deklaag word gewysig wat soos 'n 'regulerende skakelaar' optree. Op grond van hierdie verandering in elektromagnetiese koppeling elke keer, blokkeer stof óf hitte óf laat dit deur. Die persoon wat die stof dra, besef nie hierdie onderliggende aktiwiteit nie, aangesien die stof dit baie onmiddellik in minder as 'n minuut doen. Dit voel vlakke van termiese ongemak van 'n persoon op sy eie en kan die hoeveelheid hitte wat uitgestraal word met 35 persent verander namate die vlak van humiditeit onder 'n mens se vel verander.
In 'n praktiese eksperiment het die span 'n monster van 0.5 m2 gebrei om skaalbaarheid vir toekomstige vervaardiging te toon. Die verskuiwing in veselspasiëring in vogtige en droë toestande is intyds vasgevang deur gebruik te maak van konfokale fluoressensiemikroskopie en 'n fluorescent gekleurde monster van die stof. Om veselprestasie te kwantifiseer, het hulle 'n Fourier-transformasie IR-spektrometer gebruik wat aan 'n humiditeit-varierende omgewingskamer geheg is. 'n klein stukkie van die stof. Hulle het opgemerk dat die stof 35 persent relatiewe verandering in infrarooi-oordrag kan bereik. Die stof kon in alle eksperimente doeltreffend van verkoeling na verhittingsmodus oorskakel in minder as 'n minuut.
Is dit prakties soos regte klere?
'n Nuwe materiaal is vir die eerste keer geskep wat help om 'n persoon warm te laat bly wanneer die buiteweer koel en droog is en koel wanneer die weer warm en vogtig is. Dit is voorwaar fassinerend! Die materiaal kan gebrei of gekleur word en ook gewas word op 'n manier soortgelyk aan ander sportdrag. Meer navorsing is waarskynlik nodig om hierdie stof meer prakties en bruikbaar vir alledaagse gebruik te maak. Navorsers hoop om in die nabye toekoms met 'n vervaardigingseenheid saam te werk om klere van hierdie nuwe materiaal te vervaardig. Hierdie ontdekking gepubliseer in Wetenskap is innoverend en belowend aangesien so 'n materiaal voordelig kan wees vir atlete, sportmanne, babas en ouer mense deur hulle gemak en gevoel van normale klere te bied.
***
Bronne)
Zhang XA et al 2019. Dinamiese poort van infrarooi straling in 'n tekstiel. Wetenskap. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
***
