Fyrsti hitanæmi vefnaðurinn hefur verið búinn til sem getur stjórnað líkama okkar hita skipti við umhverfi
Líkaminn okkar gleypir eða tapar hita í formi innrauðrar geislunar. Við stofuhita á sér stað um 40 prósent af hjartaflutningi á þennan hátt. Human líkami er ofn og við notum fatnað sem leið til að virkja þessa reglugerð þar sem mismunandi efni fanga innrauða geislun og halda okkur heitum eða köldum með því að stjórna hitastigi. Vísindamenn hafa lengi langað til að þróa efni sem gæti einnig losað þessa orku frekar en aðeins að fanga hana, til að halda líkama okkar aðgerðalausum köldum. Hins vegar bregst vefnaðarvörur ekki við breytingum sem verða í ytra umhverfi umhverfi og því hafa þeir ekki getu til að stjórna bæði kælingu og upphitun. Eina leiðin fyrir okkur mannfólkið til að takast á við breytingar á hitastigi í umhverfinu hefur verið að velja og klæðast viðeigandi fatnaði.
Nýr einstakur textíll
Vísindamenn frá háskólanum í Maryland í Bandaríkjunum hafa búið til nýstárlegt efni sem gæti „sjálfkrafa“ stjórnað magni hita sem fer í gegnum líkama einstaklings í samræmi við ytri veðurskilyrði. Efnið er gert úr sérhannuðu hitanæmu garni (fjölliðatrefjum) þar sem þræðir virka sem „hlið“ fyrir hita (eða innrauða geislun) til að senda eða loka. Þetta 'hlið' virkar nokkuð skynsamlega á mjög einstakan hátt. Þegar að utan Veður er heitt og rakt, þræðir trefjaþráðarins og trefjarnar falla saman sem gerir kleift að opna efnisvefið. Þegar búið er að „opna“ virkjar efnið kælingu með því að leyfa hitanum sem geislar frá líkama okkar að komast út. Þetta lætur okkur líða svalara þar sem efnið endurkastar einnig sólarljósi. Aftur á móti, þegar úti veður er frekar þurrt og kalt, þenst trefjarnar út og lokast eða minnka eyðurnar til að koma í veg fyrir að hiti sleppi út þannig að einstaklingurinn verði hlýr. Svo, efnið hlífir innrauðri geislun á kraftmikinn hátt í rauntíma miðað við utanaðkomandi umhverfisaðstæður.
Tæknin að baki
Nýjung efnisins er vegna grunngarns þess sem samanstendur af tveimur gagnstæðum gerðum gerviefnis sem fáanlegt er í verslun. efni, vatnssækinn sellulósa og vatnsfælin tríasetat trefjar, sem ýmist gleypa eða hrinda frá sér vatni. Þræðir trefjanna eru húðaðir með leiðandi málmi – léttum kolefnis nanórörum sem byggjast á kolefni – með ferli svipað og lausnarlitun sem almennt er notuð til iðnaðarlitunar á tilbúnum trefjum. Vegna tvíþættu eiginleikanna vinda trefjarnar sig þegar þær verða fyrir rökum aðstæðum eins og raka. Rafsegultengingin milli kolefnis nanóröra inni í húðinni breytist sem virkar eins og „stillingarrofi“. Byggt á þessari breytingu á rafsegultengingu í hvert skipti, hindrar efni annað hvort hita eða hleypir honum í gegn. Sá sem klæðist efninu gerir sér ekki grein fyrir þessari undirliggjandi virkni þar sem efnið gerir þetta mjög samstundis á innan við mínútu. Það skynjar magn varmaóþæginda hjá einstaklingi á eigin spýtur og getur breytt magni hitageislunar um 35 prósent eftir því sem rakastigið undir húð manns breytist.
Í hagnýtri tilraun prjónaði liðið 0.5 m2 sýnishorn til að sýna sveigjanleika fyrir framtíðarframleiðslu. Breyting á trefjabili við raka og þurra aðstæður var fangað í rauntíma með því að nota confocal flúrljómunarsmásjá og flúrljómandi litaða prufu af efninu. Til að mæla frammistöðu trefja notuðu þeir Fourier-transform IR litrófsmæli sem var tengdur við umhverfishólf með mismunandi rakastigi sem innihélt smá sýnishorn af efninu. Þeir tóku eftir því að efnið gæti náð 35 prósent hlutfallslegri breytingu á innrauða sendingu. Efnið gæti skipt úr kælingu yfir í hitunarham á innan við mínútu í öllum tilraunum.
Er það hagnýtt eins og alvöru fatnaður?
Nýtt efni hefur verið búið til í fyrsta skipti sem hjálpar til við að láta mann halda sér á hita þegar úti er kalt og þurrt og svalt þegar veðrið er heitt og rakt. Þetta er sannarlega heillandi! Efnið gæti verið prjónað eða litað og einnig verið þvegið á svipaðan hátt og önnur íþróttafatnaður. Það er líklega þörf á frekari rannsóknum til að gera þetta efni hagnýtara og gagnlegra til daglegrar notkunar. Vísindamenn vonast til að vinna með framleiðslueiningu í náinni framtíð til að framleiða fatnað úr þessu nýja efni. Þessi uppgötvun birt í Vísindi er nýstárlegt og efnilegt þar sem slíkt efni gæti verið gagnlegt fyrir íþróttamenn, íþróttamenn, ungabörn og eldra fólk með því að veita þeim þægindi og tilfinningu fyrir venjulegum klæðnaði.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Zhang XA o.fl. 2019. Dynamic gating innrauðrar geislunar í textíl. Vísindi. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
