Nová tkanina, která vás udrží v teple i v ultrachladném počasí

Nová inteligentní tkanina může zvýšit teplotu o více než 30 stupňů Celsia již po 10 minutách na slunci. Do materiálu jsou zabudovány specializované nanočástice, které absorbují sluneční světlo a přeměňují ho na teplo. Barviva reagující na teplotu začleněná do vláken zároveň vratně mění barvu, což uživatelům umožňuje vizuálně sledovat kolísání teploty. Nově vyvinutý materiál byl popsán koncem loňského roku v časopise Advanced Composites and Hybrid Materials. Tkaninu je možné použít v oblečení určeném pro velmi nízké teploty. Tedy pokud na vás bude svítit slunce.

Udržování tělesné teploty

Vědci po celá léta navrhovali přenosná topidla, která by pomáhala udržovat pohodlnou tělesnou teplotu v chladném prostředí. Takto vybavené oblečení by se mohlo použít v horských záchranářských zařízeních, a dokonce i v oblečení pro domácí mazlíčky. Stávající návrhy se však obvykle spoléhají na drahé komponenty, jako jsou kovové nanomateriály nebo těžkopádné topné články napájené bateriemi.

Chemický inženýr Yuning Li a jeho tým z University of Waterloo v Kanadě se zaměřili na fototermální polymery, což jsou materiály podobné plastům, které přeměňují světlo na teplo.

Princip zahřívací tkaniny

Nanočástice dvou polymerů – polyanilinu (PANI) a polydopaminu (PDA) – vědci zabudovali do matrice termoplastických polyuretanových (PTU) vláken, což je materiál široce používaný k výrobě nepromokavého a sportovního oblečení. Během procesu spřádání byla do směsi přidána různá termochromická barviva reagující na teplotu, čímž vznikla vlákna, která měnila barvu se zvyšující se teplotou materiálu.

Z nových vláken, snadno spředených do příze, upletl tým vědců malý svetr pro plyšového medvídka, aby otestoval vlastnosti chytrého materiálu. Svetřík dosáhl působivých 53,5 ^oC po pouhých 10 minutách vystavení slunci. Jak teplota stoupala, molekuly červeného barviva změnily chemickou strukturu, takže původně červený obleček zbělal.

Fototermální přeměna

„Inkorporované nanočástice jsou vysoce účinné při absorpci slunečního světla v celé řadě vlnových délek,“ řekl Li v e-mailu Live Science. „Tyto nanočástice při dopadu slunečního světla absorbují energii a uvolňují ji jako teplo prostřednictvím procesu zvaného fototermální přeměna.“

Inteligentní tkanina má měkkou a elastickou texturu, která umožňuje materiálu natáhnout se až pětinásobně oproti původní velikosti a zachovat si své vlastnosti – měnící se barvu a zvyšující se teplotu – i po 25 vypráních. „Upřednostnili jsme odolnost, abychom zajistili, že tkanina vydrží opakované použití a vystavení vlivům životního prostředí při zachování svých inovativních vlastností,“ řekl Li.

Tým pracuje na přípravě materiálu pro komerční výrobu, ale musí ještě provést další testování, než bude moci přistoupit k širokému použití. „Další kroky tohoto výzkumu se zaměřují na snížení výrobních nákladů, rozšíření výrobního procesu a zajištění bezpečnosti vláken pro delší kontakt s pokožkou,“ řekl Li.

Videa, jak materiál vypadá a jak reaguje, najdete zde: https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-024-00994-4?cjdata=MXxZfDB8WXww&utm_medium=affiliate&utm_source=commission_junction&utm_campaign=CONR_BOOKS_ECOM_GL_PBOK_ALWYS_DEEPLINK&utm_content=textlink&utm_term=PID100052172&CJEVENT=2a625023eac211ef81ee006c0a18b8fa

Zdroj: https://www.livescience.com/chemistry/new-fabric-can-heat-up-almost-50-degrees-to-keep-people-warm-in-ultracold-weather?utm_term=4C86B81C-68AB-4731-893A-99887499AC98&lrh=652cc60370667fc0fce363a8551ee8e4d72e5e432ed9379d832d651f0216faca&utm_campaign=368B3745-DDE0-4A69-A2E8-62503D85375D&utm_medium=email&utm_content=3112061F-F998-48FC-96FF-B006ED9D650E&utm_source=SmartBrief