Țesătura nouă se poate încălzi aproape 50 de grade pentru a menține oamenii calzi pe vreme ultracoldă

Oamenii de știință au inventat o țesătură inteligentă care transformă lumina în căldură și poate crește temperaturile cu mai mult de 54 de grade Fahrenheit (30 de grade Celsius) după doar 10 minute la soare. Noul material ar putea fi utilizat în îmbrăcăminte concepută pentru temperaturi foarte reci.

Nanoparticule specializate care absorb lumina soarelui și o transformă în căldură sunt încorporate în noul material, care a fost descris la sfârșitul anului trecut în Jurnal Compozite avansate și materiale hibride. În același timp, coloranții sensibili la temperatură încorporate în fibre își schimbă reversibil culoarea, permițând utilizatorilor să monitorizeze vizual fluctuațiile de temperatură.

Menținerea temperaturii corpului

De ani buni, oamenii de știință au conceput încălzitoare purtabile pentru a ajuta la menținerea unei temperaturi corporale confortabile în mediile reci. Astfel de țesături ar putea fi utilizate în echipamentele de salvare la munte și chiar în îmbrăcăminte pentru animale de companie, dar design-urile existente se bazează de obicei pe componente scumpe, cum ar fi nanomateriale metalice sau elemente greoaie de încălzire cu baterii.

Pentru a rezolva aceste probleme, inginer chimic Yuning Li Și echipa sa de la Universitatea din Waterloo din Canada s-a uitat la polimeri fototermali, care sunt materiale asemănătoare plasticului care transformă lumina în căldură.

Nanoparticulele celor doi polimeri – polianilină (PANI) și polidopamină (PDA) – sunt încorporate într -o matrice a fibrelor de poliuretan (PTU) termoplastic, un material utilizat pe scară largă pentru a produce îmbrăcăminte impermeabilă și a muririi sportive. Echipa a încorporat, de asemenea, diverși coloranți (termochromic) care răspunde la temperatură în amestec în timpul procesului de filare, producând o serie de fibre care și-a schimbat culoarea pe măsură ce temperatura materialului a crescut.

Aceste fibre nou rotite au fost ușor țesute în țesătură, iar echipa a tricotat un pulover minuscul pentru un ursuleț pentru a testa proprietățile materialului inteligent. Jumperul roșu a atins un impresionant 128,3 F (53,5 C) după doar 10 minute de expunere la soare. Pe măsură ce temperatura a urcat, moleculele de colorant roșu au schimbat structura chimică, determinându -le să devină alb.

„Nanoparticulele încorporate sunt extrem de eficiente la absorbția luminii solare pe o serie de lungimi de undă”, a spus Li pentru Live Science într -un e -mail. „Când lumina soarelui lovește aceste nanoparticule, ei absoarbe energia și o eliberează ca căldură printr -un proces numit conversie fototermică”.

Țesătura inteligentă are o textură moale și elastică, care permite materialului să se întindă de până la cinci ori dimensiunea inițială și să-și păstreze proprietățile de schimbare a culorii și temperaturii chiar și după 25 de spălări, potrivit studiului. „Am prioritizat durabilitatea, asigurându -ne că țesătura poate rezista la utilizarea repetată și expunerea la mediu, menținând în același timp proprietățile sale inovatoare”, a spus Li.

Echipa lucrează la pregătirea materialului pentru fabricarea comercială, dar totuși trebuie să facă teste suplimentare înainte de a putea obține o utilizare pe scară largă.

„Următorii pași pentru această cercetare se concentrează pe reducerea costurilor de producție, creșterea procesului de fabricație și asigurarea fibrelor sunt sigure pentru contactul prelungit al pielii”, a spus Li.