The first temperature-sensitive textile has been created which can regulate our body’s hita exchange with the umhverfi
Líkaminn okkar gleypir eða tapar hita in the form of infrared radiation. At room temperature around 40 percent of heart transfer occurs in this manner. Human 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 umhverfi 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.
Nýr einstakur textíll
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 Veður 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.
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
