Stvorena je prva tkanina osjetljiva na temperaturu koja može regulirati naše tijelo vrućina razmjena s okolina
Naše tijelo apsorbira ili gubi vrućina u obliku infracrvenog zračenja. Na sobnoj temperaturi oko 40 posto prijenosa srca odvija se na ovaj način. Ljudski tijelo je radijator, a odjeću koristimo kao sredstvo za omogućavanje te regulacije jer različite tkanine hvataju infracrveno zračenje i griju nas ili hlade reguliranjem temperature. Znanstvenici su jako dugo željeli razviti tkaninu koja bi također mogla oslobađati ovu energiju, a ne samo je zadržavati, kako bi naše tijelo držalo pasivno hladnim. Međutim, tekstil ne reagira na vanjske promjene okolina te tako nemaju sposobnost reguliranja i hlađenja i grijanja. Jedini način da se mi ljudi nosimo s promjenama temperature u okolišu bio je odabir i nošenje odgovarajuće odjeće.
Novi unikatni tekstil
Znanstvenici sa Sveučilišta Maryland, SAD, stvorili su inovativnu tkaninu koja bi mogla 'automatski' regulirati količinu topline koja prolazi kroz tijelo osobe u skladu s vanjskim vremenskim uvjetima. Tkanina je izrađena od posebno konstruirane pređe osjetljive na toplinu (polimerno vlakno) čije niti djeluju kao 'vrata' za prijenos ili blokiranje topline (ili infracrvenog zračenja). Ova 'vrata' rade prilično inteligentno na vrlo jedinstven način. Kad se izvana vrijeme je vruće i vlažno, vlakna se zbijaju i vlakno se skuplja što omogućuje otvaranje tkanja tkanine. Nakon što se 'otvori', tkanina aktivira hlađenje dopuštajući toplini koja zrači iz našeg tijela da pobjegne. Zbog toga se osjećamo hladnije jer tkanina također reflektira sunčevu svjetlost. Nasuprot tome, kada je vanjsko vrijeme prilično suho i hladno, vlakna se šire i zatvaraju ili smanjuju praznine kako bi spriječile izlazak topline i tako se osoba osjećala toplinom. Dakle, tkanina dinamički propušta infracrveno zračenje u stvarnom vremenu na temelju vanjskih uvjeta okoline.
Tehnologija iza toga
Novost tkanine je zbog njene osnovne pređe koja se sastoji od dvije suprotne vrste komercijalno dostupne sintetike materijali, hidrofilna celulozna i hidrofobna triacetatna vlakna, koja apsorbiraju ili odbijaju vodu. Niti vlakana obloženi su vodljivim metalom – laganim ugljičnim nanocijevima na bazi ugljika – postupkom sličnim bojanju u otopini koji se obično koristi za industrijsko bojenje sintetičkih vlakana. Zbog dvostrukih svojstava vlakna se iskrivljuju kada su izložena vlažnim uvjetima poput vlage. Elektromagnetsko spajanje između ugljikovih nanocijevi unutar premaza se modificira što djeluje kao 'regulacijski prekidač'. Na temelju ove promjene u elektromagnetskom spajanju svaki put, tkanina ili blokira toplinu ili joj dopušta da prođe. Osoba koja nosi tkaninu ne shvaća ovu temeljnu aktivnost jer tkanina to čini vrlo trenutno za manje od minute. Sama osjeća razinu toplinske nelagode osobe i može varirati količinu topline koja se zračuje za 35 posto kako se razina vlažnosti ispod kože mijenja.
U praktičnom eksperimentu, tim je ispleo uzorak od 0.5 m2 kako bi pokazao skalabilnost za buduću proizvodnju. Pomak u razmaku vlakana u vlažnim i suhim uvjetima zabilježen je u stvarnom vremenu korištenjem konfokalne fluorescentne mikroskopije i fluorescentno obojenog uzorka tkanine. Za kvantificiranje performansi vlakana, koristili su IR spektrometar s Fourier-ovom transformacijom priključen na komoru okoliša s promjenjivom vlagom koja sadrži mali uzorak tkanine. Uočili su da tkanina može postići 35-postotnu relativnu promjenu infracrvene propustljivosti. Tkanina se mogla učinkovito prebaciti s načina hlađenja na grijanje za manje od minute u svim eksperimentima.
Je li praktična kao prava odjeća?
Po prvi put je stvorena nova tkanina koja pomaže da se osoba zagrije kada je vani hladno i suho i hladno kada je vruće i vlažno vrijeme. Ovo je zaista fascinantno! Tkanina može biti pletena ili obojena, a također se može prati na sličan način kao i druga sportska odjeća. Vjerojatno je potrebno više istraživanja kako bi ova tkanina postala praktičnija i korisnija za svakodnevnu upotrebu. Istraživači se nadaju da će u bliskoj budućnosti surađivati s proizvodnom jedinicom kako bi proizveli odjeću izrađenu od ove nove tkanine. Ovo otkriće objavljeno u Znanost je inovativna i obećavajuća jer bi takva tkanina mogla biti korisna za sportaše, sportaše, dojenčad i starije ljude pružajući im udobnost i osjećaj normalne odjeće.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
Zhang XA et al 2019. Dinamičko gajting infracrvenog zračenja u tekstilu. Znanost. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
