The first temperature-sensitive textile has been created which can regulate our body’s حرارة exchange with the بيئة
جسمنا يمتص أو يخسر حرارة in the form of infrared radiation. At room temperature around 40 percent of heart transfer occurs in this manner. الانسان body is a radiator and we use clothing as a means to enable this regulation as different fabrics trap infrared radiation and keep us warm or cool by regulating the temperature. Scientists have desired for very long to develop a fabric which could also release this energy rather than only trap it, so as to keep our body passively cool. However, textiles do not respond to the changes occurring in the external بيئة and so they do not possess the ability to regulate both cooling and heating. The only way for us humans to cope with change in temperature in the environment has been to choose and wear appropriate clothing.
نسيج فريد جديد
Scientists from University of Maryland, USA have created an innovative fabric which could‘automatically’ regulate the amount of heat passing through a person’s body according to the external weather conditions. The fabric is made of a specially engineered heat sensitive yarn (polymer fibre) whose strands act as a ‘gate’ for the heat (or infrared radiation) to transmit or block. This ‘gate’ works quite intelligently in a very unique way. When the outside طقس is hot and humid, the strands of the fibrecompact and the fibre collapses which allows for opening of fabric weave. Once ‘open’, the fabric activates cooling by allowing the heat radiating from our body to escape. This makes us feel cooler as the fabric also reflects sunlight.In contrast, when the outside weather is rather dry and cold, the fibre expands and closes or reducesthe gaps to prevent heat from escaping making the person feel warm. So, the fabric dynamically gates infrared radiation in real time based upon outside environmental conditions.
التكنولوجيا من ورائها
تعود حداثة النسيج إلى خيوطه الأساسية المكونة من نوعين متقابلين من المواد التركيبية المتاحة تجاريًا المواد، ألياف السليلوز المحبة للماء والألياف ثلاثية الأسيتات الكارهة للماء ، والتي إما تمتص الماء أو تطرده. يتم طلاء خيوط الألياف بمعدن موصل - أنابيب نانوية كربونية خفيفة الوزن قائمة على الكربون - من خلال عملية مشابهة لمحلول الصباغة الذي يشيع استخدامه للصباغة الصناعية للألياف الاصطناعية. بسبب الخصائص المزدوجة ، تلتوي الألياف عندما تتعرض لظروف رطبة مثل الرطوبة. يتم تعديل الاقتران الكهرومغناطيسي بين الأنابيب النانوية الكربونية داخل الطلاء والذي يعمل مثل "مفتاح التنظيم". بناءً على هذا التغيير في الاقتران الكهرومغناطيسي في كل مرة ، فإن القماش إما يمنع الحرارة أو يسمح لها بالمرور. لا يدرك الشخص الذي يرتدي القماش هذا النشاط الأساسي لأن القماش يقوم بذلك على الفور في أقل من دقيقة. يستشعر مستويات الانزعاج الحراري للشخص بمفرده ويمكن أن يغير كمية الحرارة المشعة بنسبة 35 في المائة مع تغير مستوى الرطوبة تحت الجلد.
في تجربة عملية ، قام الفريق بحياكة عينة 0.5 متر مربع لإظهار قابلية التوسع للتصنيع في المستقبل. تم تسجيل التحول في تباعد الألياف في الظروف الرطبة والجافة في الوقت الفعلي باستخدام الفحص المجهري مضان متحد البؤر وحامل النسيج المصبوغ بالفلوريسنت. عينة صغيرة من القماش. لاحظوا أن النسيج يمكن أن يحقق تغيرًا نسبيًا بنسبة 2 بالمائة في نفاذية الأشعة تحت الحمراء. يمكن أن ينتقل القماش بكفاءة من التبريد إلى وضع التدفئة في أقل من دقيقة في جميع التجارب.
هل هي عملية مثل الملابس الحقيقية؟
صُنع قماش جديد لأول مرة يساعد على جعل الشخص دافئًا عندما يكون الطقس في الخارج باردًا وجافًا وباردًا عندما يكون الطقس حارًا ورطبًا. هذا رائع حقا! يمكن حياكة القماش أو صبغه وغسله أيضًا بطريقة تشبه الملابس الرياضية الأخرى. من المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لجعل هذا النسيج أكثر عملية وفائدة للاستخدام اليومي. يأمل الباحثون في التعاون مع وحدة التصنيع في المستقبل القريب لإنتاج ملابس مصنوعة من هذا النسيج الجديد. تم نشر هذا الاكتشاف في علوم مبتكر وواعد لأن مثل هذا النسيج يمكن أن يكون مفيدًا للرياضيين والرياضيين والرضع وكبار السن من خلال توفير الراحة لهم والشعور بالملابس العادية.
***
{يمكنك قراءة ورقة البحث الأصلية عن طريق النقر فوق ارتباط DOI الوارد أدناه في قائمة المصدر (المصادر) المذكورة}
المصدر (ق)
Zhang XA et al 2019. البوابات الديناميكية للأشعة تحت الحمراء في النسيج. علوم. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
