Ученые создали уникальную «умную» ткань, которая способна превращать солнечный свет в тепловую энергию, что позволяет значительно повышать ее температуру, а также визуально демонстрировать эти изменения за счет смены цвета. Это стало прорывом в разработке материалов для одежды, способных обеспечить комфорт в холодную погоду.
Новая ткань основывается на использовании фототермических полимеров: полианилина (PANI) и полидопамина (PDA), которые внедрены в матрицу из термопластичных полиуретановых (PTU) волокон. Эти наночастицы поглощают солнечное излучение и преобразуют его в тепло посредством фототермического преобразования. Примечательно, что для визуализации изменения температуры в волокна также встроены термохромные красители, которые обратимо меняют свой цвет.
В качестве демонстрации возможностей новой разработки ученые связали из этого материала небольшой красный свитер для плюшевого мишки. За 10 минут нахождения на солнце температура свитера достигла 53.5 градусов Цельсия (128.3 F). При этом, по мере повышения температуры, красный цвет ткани стал белым. Эксперимент наглядно показал эффективность технологии.
Ключевым преимуществом нового материала является скорость нагрева: всего за 10 минут пребывания на солнце температура ткани повышается более чем на 30 градусов Цельсия (54 градуса Фаренгейта). При этом, ткань обладает рядом важных свойств: она остается мягкой и эластичной, способна растягиваться в пять раз по сравнению с исходным размером и сохраняет свои характеристики даже после 25 стирок.
Области применения «умной» ткани весьма разнообразны. В первую очередь, она может использоваться для пошива одежды, предназначенной для ношения в холодных условиях. Кроме того, данный материал может стать незаменимым в производстве снаряжения для горноспасательных операций и, возможно, даже в создании одежды для домашних животных. Разработка представляет собой перспективную альтернативу дорогостоящим металлическим наноматериалам или громоздким нагревательным элементам, работающим от аккумуляторов.
Автором научной работы является Юнинг Ли, химик-инженер из Университета Ватерлоо в Канаде, вместе со своей исследовательской командой. Статья, описывающая разработку, была опубликована в журнале "Advanced Composites and Hybrid Materials" в конце прошлого года. Основной целью исследования являлось преодоление ограничений существующих технологий обогрева одежды, которые либо используют дорогие материалы, либо требуют громоздких батарей.
На данный момент исследовательская группа продолжает работу над усовершенствованием материала, подготавливая его к коммерческому производству. В дальнейшем планируется снижение стоимости производства, масштабирование процесса изготовления и проведение дополнительных тестов на безопасность волокон при длительном контакте с кожей.
Таким образом, созданная «умная» ткань представляет собой многообещающую технологию для создания одежды с функцией автономного обогрева. Она не только эффективно преобразует солнечную энергию в тепло, но и обладает высокой прочностью, эластичностью и возможностью визуального контроля температуры. Это открывает новые горизонты в разработке функциональных и практичных материалов для повседневного использования.
Изображение носит иллюстративный характер
Новая ткань основывается на использовании фототермических полимеров: полианилина (PANI) и полидопамина (PDA), которые внедрены в матрицу из термопластичных полиуретановых (PTU) волокон. Эти наночастицы поглощают солнечное излучение и преобразуют его в тепло посредством фототермического преобразования. Примечательно, что для визуализации изменения температуры в волокна также встроены термохромные красители, которые обратимо меняют свой цвет.
В качестве демонстрации возможностей новой разработки ученые связали из этого материала небольшой красный свитер для плюшевого мишки. За 10 минут нахождения на солнце температура свитера достигла 53.5 градусов Цельсия (128.3 F). При этом, по мере повышения температуры, красный цвет ткани стал белым. Эксперимент наглядно показал эффективность технологии.
Ключевым преимуществом нового материала является скорость нагрева: всего за 10 минут пребывания на солнце температура ткани повышается более чем на 30 градусов Цельсия (54 градуса Фаренгейта). При этом, ткань обладает рядом важных свойств: она остается мягкой и эластичной, способна растягиваться в пять раз по сравнению с исходным размером и сохраняет свои характеристики даже после 25 стирок.
Области применения «умной» ткани весьма разнообразны. В первую очередь, она может использоваться для пошива одежды, предназначенной для ношения в холодных условиях. Кроме того, данный материал может стать незаменимым в производстве снаряжения для горноспасательных операций и, возможно, даже в создании одежды для домашних животных. Разработка представляет собой перспективную альтернативу дорогостоящим металлическим наноматериалам или громоздким нагревательным элементам, работающим от аккумуляторов.
Автором научной работы является Юнинг Ли, химик-инженер из Университета Ватерлоо в Канаде, вместе со своей исследовательской командой. Статья, описывающая разработку, была опубликована в журнале "Advanced Composites and Hybrid Materials" в конце прошлого года. Основной целью исследования являлось преодоление ограничений существующих технологий обогрева одежды, которые либо используют дорогие материалы, либо требуют громоздких батарей.
На данный момент исследовательская группа продолжает работу над усовершенствованием материала, подготавливая его к коммерческому производству. В дальнейшем планируется снижение стоимости производства, масштабирование процесса изготовления и проведение дополнительных тестов на безопасность волокон при длительном контакте с кожей.
Таким образом, созданная «умная» ткань представляет собой многообещающую технологию для создания одежды с функцией автономного обогрева. Она не только эффективно преобразует солнечную энергию в тепло, но и обладает высокой прочностью, эластичностью и возможностью визуального контроля температуры. Это открывает новые горизонты в разработке функциональных и практичных материалов для повседневного использования.
