Ученые Манчестерского университета разработали новый тип умной ткани, которая может стать основой адаптивной одежды. Такая одежда будет становиться легкой и прохладной в жару и, наоборот, греть при морозе. Материал обязан своими свойствами графену, который позволяет по команде менять теплопроводность ткани.
Новинка основана на предыдущей работе той же исследовательской группы. В прошлом ученые использовали свойства графена для создания термального камуфляжа, защищающего носителя от инфракрасных камер. Поверхностный слой такой камуфляжной ткани включает графеновое волокно. При подаче слабого электрического тока на это волокно, материал начинает менять теплопроводность. Как следствие, его можно настраивать таким образом, чтобы тепло, излучаемое человеком, совпадало с теплом окружающей среды. Носитель камуфляжа, таким образом, становится невидимым для термальных камер.
Теперь ученые используют этот же принцип для создания смарт-ткани. Чем теплее человеческое тело, тем больше инфракрасного излучения оно излучает. Тонкие летние ткани предназначены для того, чтобы позволить этому излучению свободно уходить в атмосферу. Плотные зимние - напротив, стараются минимизировать потери тепла.
Ученые смогли настроить свою смарт-ткань таким образом, чтобы она, в зависимости от обстоятельств, могла подражать и тонкому, и плотному материалу. Как и в случае с камуфляжем, теплопроводность ткани зависит от тока, проходящего через графеновое волокно. Во включенном состоянии ткань почти не блокирует тепло. В выключенном - превращается в надежную защиту от холода.
Команда продемонстрировала динамическую смену теплопроводности, создав прототип умной одежды. На грудь рубашки поло была нашита небольшая заплатка нового материала, который можно было включать по желанию. Вот как инфракрасная камера видит такую ткань во включенном и выключенном состоянии:
“Способность контролировать тепловое излучение является критически важной для управления температурой тела человека в экстремальном температурном климате”, - говорит профессор Коскун Кокабас, руководитель исследования.
По словам ученых, технологию можно использовать не только для создания особо комфортной одежды будущего. Разработка может применяться в высокотехнологичных отраслях. Например, на ее основе можно создавать адаптивные скафандры для космонавтов. Также с ее помощью ученые надеются решить проблему экстремальных колебаний температуры, с которыми сталкиваются спутники на орбите.
“Спутники на орбите испытывают превышение температуры когда попадают под прямые лучи Солнца и замерзают в тени Земли. Наша технология может обеспечить динамическое тепловое управление спутниками, регулируя их температуру по требованию”, - поясняет профессор Кокабас.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
