Յուրահատուկ տեքստիլ գործվածք՝ ինքնակարգավորվող ջերմային արտանետմամբ

The first temperature-sensitive textile has been created which can regulate our body’s շոգ exchange with the միջավայր

Մեր մարմինը կլանում է կամ կորցնում շոգ in the form of infrared radiation. At room temperature around 40 percent of heart transfer occurs in this manner. Մարդ body is a radiator and we use clothing as a means to enable this regulation as different fabrics trap infrared radiation and keep us warm or cool by regulating the temperature. Scientists have desired for very long to develop a fabric which could also release this energy rather than only trap it, so as to keep our body passively cool. However, textiles do not respond to the changes occurring in the external միջավայր and so they do not possess the ability to regulate both cooling and heating. The only way for us humans to cope with change in temperature in the environment has been to choose and wear appropriate clothing.

Նոր յուրահատուկ տեքստիլ

Scientists from University of Maryland, USA have created an innovative fabric which could‘automatically’ regulate the amount of heat passing through a person’s body according to the external weather conditions. The fabric is made of a specially engineered heat sensitive yarn (polymer fibre) whose strands act as a ‘gate’ for the heat (or infrared radiation) to transmit or block. This ‘gate’ works quite intelligently in a very unique way. When the outside եղանակ is hot and humid, the strands of the fibrecompact and the fibre collapses which allows for opening of fabric weave. Once ‘open’, the fabric activates cooling by allowing the heat radiating from our body to escape. This makes us feel cooler as the fabric also reflects sunlight.In contrast, when the outside weather is rather dry and cold, the fibre expands and closes or reducesthe gaps to prevent heat from escaping making the person feel warm. So, the fabric dynamically gates infrared radiation in real time based upon outside environmental conditions.

Տեխնոլոգիա դրա հետևում

Գործվածքի նորույթը պայմանավորված է իր հիմքի մանվածքով, որը կազմված է երկու հակադիր տեսակի առևտրային սինթետիկ նյութերից: նյութեր, հիդրոֆիլ ցելյուլոզա և հիդրոֆոբ տրիացետատ մանրաթելեր, որոնք կամ կլանում են կամ վանում ջուրը։ Մանրաթելերի թելերը պատված են հաղորդիչ մետաղով` ածխածնի վրա հիմնված թեթև ածխածնային նանոխողովակներով, լուծույթի ներկման գործընթացի նման, որը սովորաբար օգտագործվում է սինթետիկ մանրաթելերի արդյունաբերական ներկման համար: Երկակի հատկությունների պատճառով մանրաթելը շեղվում է, երբ ենթարկվում է խոնավ պայմանների, ինչպիսին է խոնավությունը: Ծածկույթի ներսում ածխածնային նանոխողովակների միջև էլեկտրամագնիսական կապը փոփոխվում է, որը գործում է որպես «կարգավորիչ անջատիչ»: Ամեն անգամ էլեկտրամագնիսական միացման այս փոփոխության հիման վրա գործվածքը կա՛մ արգելափակում է ջերմությունը, կա՛մ թույլ է տալիս այն անցնել: Գործվածք կրողը չի գիտակցում այս հիմքում ընկած գործունեությունը, քանի որ գործվածքը դա անում է անմիջապես մեկ րոպեի ընթացքում: Այն ինքնուրույն զգում է մարդու ջերմային անհարմարության մակարդակը և կարող է 35 տոկոսով տարբերվել ջերմության ճառագայթման քանակից, քանի որ մաշկի տակ խոնավության մակարդակը փոխվում է:

Գործնական փորձի ժամանակ թիմը հյուսել է 0.5 մ2 չափսի նմուշ՝ հետագա արտադրության համար մասշտաբայնություն ցույց տալու համար: Խոնավ և չոր պայմաններում մանրաթելերի տարածության փոփոխությունը ֆիքսվել է իրական ժամանակում՝ օգտագործելով համակցված ֆլուորեսցենտային մանրադիտակ և գործվածքների լյումինեսցենտ ներկված նմուշ: Մանրաթելերի արդյունավետությունը քանակականացնելու համար նրանք օգտագործել են Ֆուրիեի փոխակերպման IR սպեկտրոմետրը, որը կցված է խոնավության փոփոխվող շրջակա միջավայրի խցիկին: գործվածքների մի փոքր կտոր: Նրանք նկատեցին, որ գործվածքը կարող է հասնել 35 տոկոս հարաբերական փոփոխության ինֆրակարմիր հաղորդունակության մեջ: Գործվածքը կարող է արդյունավետ կերպով անցնել սառեցման ռեժիմից տաքացման ռեժիմի բոլոր փորձերում մեկ րոպեի ընթացքում:

Արդյո՞ք դա գործնական է, որքան իրական հագուստը:

Առաջին անգամ ստեղծվել է նոր գործվածք, որն օգնում է մարդուն տաքացնել, երբ դրսի եղանակը զով է և չոր, և զով, երբ եղանակը տաք և խոնավ է: Սա իսկապես հետաքրքրաշարժ է: Գործվածքը կարելի է տրիկոտաժել կամ ներկել, ինչպես նաև լվանալ այլ սպորտային հագուստի նման: Հավանաբար, ավելի շատ հետազոտություններ կպահանջվեն այս գործվածքն ավելի գործնական և ամենօրյա օգտագործման համար օգտակար դարձնելու համար: Հետազոտողները հույս ունեն մոտ ապագայում համագործակցել արտադրական միավորի հետ՝ այս նոր գործվածքից պատրաստված հագուստ արտադրելու համար: Այս բացահայտումը հրապարակվել է գիտություն նորարար է և խոստումնալից, քանի որ նման գործվածքը կարող է օգտակար լինել մարզիկների, մարզիկների, նորածինների և տարեց մարդկանց համար՝ ապահովելով նրանց հարմարավետություն և նորմալ հագուստի զգացում:

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

Zhang XA et al 2019. Ինֆրակարմիր ճառագայթման դինամիկ դարպասը տեքստիլում: գիտություն. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217