Учені винайшли тканину, яка може нагріватися до 30 градусів завдяки наночастинкам

Як це працює

Новий матеріал можна використовувати в одязі, призначеному для дуже низьких температур. Спеціалізовані наночастинки, інтегровані в нього, поглинають сонячне світло й перетворюють його на тепло. Але це ще не все, адже тканина також має термочутливі барвники, вбудовані у волокна. Вони змінюють колір, дозволяючи користувачам візуально відстежувати температурні коливання, повідомляє 24 Канал з посиланням на статтю в LiveScience.

Протягом багатьох років учені розробляли переносні обігрівачі, які допомагають підтримувати комфортну температуру тіла в холодному середовищі. Але вони зазвичай покладаються на дорогі металеві компоненти й громіздкі нагрівальні елементи, що живляться від батарейок.

Щоб обійти ці проблеми, інженер-хімік Юнінг Лі та його команда з Університету Ватерлоо в Канаді звернулися до фототермічних полімерів, які є пластичними матеріалами, що перетворюють світло на тепло. Наночастинки двох полімерів – поліаніліну (PANI) і полідопаміну (PDA) – вбудовуються в матрицю з волокон термопластичного поліуретану (PTU), матеріалу, який широко використовується для виробництва водонепроникного і спортивного одягу. Команда також додала різні термочутливі (термохромні) барвники до суміші під час процесу прядіння, створивши серію волокон, які змінювали колір при підвищенні температури матеріалу.

Ці нові волокна були легко вплетені в тканину, і команда зв'язала крихітний светр для іграшкового ведмедика, щоб перевірити властивості розумного матеріалу. Червоний джемпер нагрівся до вражаючих 30 градусів за Цельсієм усього за 10 хвилин перебування на сонці. З підвищенням температури молекули червоного барвника змінювали хімічну структуру, внаслідок чого ставали білими.

Інтегровані наночастинки дуже ефективно поглинають сонячне світло в широкому діапазоні довжин хвиль. Коли сонячне світло потрапляє на ці наночастинки, вони поглинають енергію і вивільняють її у вигляді тепла за допомогою процесу, який називається фототермічним перетворенням,
– кажуть учені.

Розумна тканина має м'яку та еластичну текстуру, яка дозволяє матеріалу розтягуватися в п'ять разів більше, ніж початковий розмір, і зберігати свої властивості, що змінюють колір і температуру, навіть після 25 разів прання. "Ми надавали пріоритет довговічності, гарантуючи, що тканина зможе витримати багаторазове використання і вплив навколишнього середовища, зберігаючи при цьому свої інноваційні властивості", – додали розробники.

Такі тканини можна було б використовувати в гірському рятувальному спорядженні, одязі полярників та навіть в одязі для домашніх тварин. Команда вже працює над підготовкою матеріалу до комерційного виробництва, але вони все ще мають провести подальші випробування, перш ніж тканина зможе отримати широке застосування.

Наступні кроки в цьому дослідженні будуть зосереджені на зниженні виробничих витрат, масштабуванні процесу виробництва та забезпеченні безпечності волокон для тривалого контакту зі шкірою.