Tekstil sensitif suhu pertama telah dicipta yang boleh mengawal badan kita haba pertukaran dengan persekitaran
Badan kita menyerap atau hilang haba dalam bentuk sinaran inframerah. Pada suhu bilik sekitar 40 peratus pemindahan jantung berlaku dengan cara ini. Manusia badan adalah radiator dan kami menggunakan pakaian sebagai cara untuk membolehkan peraturan ini kerana fabrik yang berbeza memerangkap sinaran inframerah dan memastikan kami hangat atau sejuk dengan mengawal suhu. Para saintis telah lama berhasrat untuk membangunkan fabrik yang juga boleh melepaskan tenaga ini dan bukannya hanya memerangkapnya, untuk memastikan badan kita sejuk secara pasif. Walau bagaimanapun, tekstil tidak bertindak balas terhadap perubahan yang berlaku pada luaran persekitaran dan oleh itu mereka tidak mempunyai keupayaan untuk mengawal kedua-dua penyejukan dan pemanasan. Satu-satunya cara untuk kita manusia menghadapi perubahan suhu di persekitaran adalah dengan memilih dan memakai pakaian yang sesuai.
Tekstil unik baharu
Para saintis dari Universiti Maryland, Amerika Syarikat telah mencipta fabrik inovatif yang boleh 'automatik' mengawal jumlah haba yang melalui badan seseorang mengikut keadaan cuaca luaran. Fabrik ini diperbuat daripada benang sensitif haba yang direka khas (gentian polimer) yang helainya bertindak sebagai 'pintu' untuk haba (atau sinaran inframerah) menghantar atau menyekat. 'Pintu' ini berfungsi dengan agak bijak dengan cara yang sangat unik. Apabila di luar cuaca panas dan lembap, helai padat gentian dan gentian runtuh yang membolehkan tenunan kain dibuka. Setelah 'terbuka', fabrik mengaktifkan penyejukan dengan membenarkan haba yang terpancar dari badan kita keluar. Ini membuatkan kita berasa lebih sejuk kerana fabrik itu juga memantulkan cahaya matahari. Sebaliknya, apabila cuaca di luar agak kering dan sejuk, gentian mengembang dan menutup atau mengurangkan celah untuk mengelakkan haba daripada keluar membuatkan orang itu berasa panas. Jadi, fabrik secara dinamik mengawal sinaran inframerah dalam masa nyata berdasarkan keadaan persekitaran luar.
Teknologi di belakangnya
Kebaharuan fabrik adalah disebabkan oleh benang asasnya yang terdiri daripada dua jenis sintetik yang boleh didapati secara komersil bertentangan lengkap, selulosa hidrofilik dan gentian triasetat hidrofobik, yang sama ada menyerap atau menolak air. Helai gentian disalut dengan logam pengalir – tiub nano karbon ringan berasaskan karbon – melalui proses yang serupa dengan pencelupan larutan yang biasa digunakan untuk pencelupan industri gentian sintetik. Kerana sifat dwi gentian meledingkan apabila ia terdedah kepada keadaan lembap seperti kelembapan. Gandingan elektromagnet antara tiub nano karbon di dalam salutan akan diubah suai yang bertindak seperti 'suis pengawal selia'. Berdasarkan perubahan dalam gandingan elektromagnet ini setiap kali, fabrik sama ada menyekat haba atau membenarkannya melaluinya. Orang yang memakai fabrik tidak menyedari aktiviti asas ini kerana fabrik melakukannya dengan serta-merta dalam masa kurang dari satu minit. Ia merasakan tahap ketidakselesaan haba seseorang dengan sendirinya dan boleh mengubah jumlah pancaran haba sebanyak 35 peratus apabila tahap kelembapan di bawah kulit seseorang berubah.
Dalam percubaan praktikal, pasukan mengait swatch 0.5 m2 untuk menunjukkan kebolehskalaan untuk pembuatan masa hadapan. Peralihan dalam jarak gentian dalam keadaan lembap dan kering telah ditangkap dalam masa nyata menggunakan mikroskop pendarfluor confocal dan swatch fabrik yang dicelup pendarfluor. Untuk mengukur prestasi gentian, mereka menggunakan spektrometer IR transformasi Fourier yang dipasang pada ruang persekitaran yang berbeza-beza kelembapan yang mengandungi sekeping kecil kain. Mereka memerhatikan bahawa fabrik itu boleh mencapai 35 peratus perubahan relatif dalam pemancaran Inframerah. Fabrik boleh bertukar dengan cekap daripada mod penyejukan kepada pemanasan dalam masa kurang seminit dalam semua eksperimen.
Adakah ia praktikal sebagai pakaian sebenar?
Satu fabrik novel telah dicipta buat pertama kali yang membantu menjadikan seseorang kekal hangat apabila cuaca di luar sejuk dan kering dan sejuk apabila cuaca panas dan lembap. Ini sungguh menarik! Kain boleh dikait atau dicelup dan juga dicuci dengan cara yang sama seperti pakaian sukan lain. Lebih banyak kajian mungkin diperlukan untuk menjadikan fabrik ini lebih praktikal dan berguna untuk kegunaan harian. Penyelidik berharap dapat bekerjasama dengan unit pembuatan dalam masa terdekat untuk menghasilkan pakaian yang diperbuat daripada fabrik novel ini. Penemuan ini diterbitkan dalam Sains/Ilmu adalah inovatif dan menjanjikan kerana fabrik sedemikian boleh memberi manfaat kepada atlet, ahli sukan, bayi dan orang tua dengan memberikan keselesaan dan rasa pakaian biasa kepada mereka.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Zhang XA et al 2019. Gating dinamik sinaran inframerah dalam tekstil. Sains/Ilmu. 363(6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
