Інженери створили тканину для охолоджуючого одягу

Інженери зі Стенфордського університету створили нову напівсинтетичну тканину на основі нанопоруватого поліетилену, який краще розсіює тепло людського тіла у порівнянні з натуральними та іншими синтетичними матеріалами і здатний надавати охолоджуючий ефект.

Про це пише в блозі на "Ехо Москви" Христина Уласович.

Створення нового матеріалу з нанопоруватого поліетилену проходило в три етапи: спочатку дослідники виготовили сам поліетилен, потім покрили його гідрофобним агентом і нарешті затиснули між двома шарами волокна бавовни

На сучасному ринку широко поширений текстиль, який вміє ефективно зберігати тепло і використовується, наприклад, для виробництва термобілизни з високими теплозберігаючими і вологопровідними властивостями. Однак матеріалів з протилежними характеристиками існує набагато менше, Між тим, вважають вчені зі Стенфорда, «охолоджуючі» тканини могли б стати основою для одягу, затребуваного в умовах жаркого клімату. Масове впровадження такого одягу, зокрема, дозволило б заощадити на кондиціонуванні повітря всередині приміщень, пишуть автори роботи, опублікованої в журналі Science та описують нову тканину.

Новий матеріал являє собою поліетилен, який пронизаний пов'язаними між собою порами діаметром від 50 до 1000 нанометрів. Їхній розмір можна порівняти з довжиною хвилі видимого світла (400-780 нанометрів), завдяки чому останній сильно розсіюється на них і матеріал стає для нього непрозорим. У той же час тепло людського тіла відповідає інфрачервоному випромінюванню з набагато більшою довжиною хвилі (~9,5 мікрометра). Отвори в нанопоруватому поліетилені «непомітні» для нього, тому матеріал здатний пропускати більше 90 відсотків тепла, що виходить з людського тіла. Таким чином, матеріал блокує частину тепла, яка надходить у вигляді енергії оптичного випромінювання, і охолоджує шкіру, пропускаючи інфрачервоне теплове випромінювання.

Ще одна важлива перевага нанопоруватого поліетилену полягає в тому, що пори не перешкоджають циркуляції повітря та проходженню молекул води. Це дозволить виготовленого з нього одягу пропускати піт, що виділяється людиною, що в свою чергу буде сприяти додатковому охолодженню тіла. Для посилення ефекту дослідники покрили матеріал гідрофобним полидопаміном, який сприяє виштовхуванню поту. Щоб зробити свій винахід більш схожим на тканину і придатним для носіння, дослідники помістили між двома шарами нанопоруватого поліетилену волокна бавовни, скріпивши шари точковим зварюванням.

Під час експерименту за участю пристрою, що імітує тепловіддачу шкіри людини, виявилося, що нанопоруватий поліетилен підвищує температуру шкіри всього на 0,8 градусів Цельсія, тоді як звичайна бавовняна тканина — на 3,5 градуса, а Тайвек, нетканий синтетичний матеріал зі щільних поліетиленових ниток, — на 2,9 градуси. За словами вчених, подібна різниця температур відповідає самовідчуттю людини від перебування в приміщенні з кондиціонером і приміщенню, яке не кондиціонується відповідно.

Дослідники зі Стенфорда вважають, що їхній винахід може лягти в основу нового типу охолоджуючого одягу. Перевагою нової тканини вони називають її дешевизну та доступність, тому що нанопоруватий поліетилен сьогодні використовується у літій-іонних акумуляторах у якості ізолятора між анодом і катодом. У майбутньому інженери планують вивчити, як буде вести себе матеріал після декількох циклів прання і впливу ультрафіолету.

Над поліпшенням функціональних можливостей одягу працюють і інші вчені. Так, наприкінці минулого року співробітники Університету Воллонгонг в Австралії розробили тканину для «розумного одягу», здатну розпізнавати широкий спектр рухів людського тіла. Для створення текстилю, який був би одночасно гнучким, розтяжним, чутливим і стабільним, дослідники використовували складний електропровідний полімер PEDOT:PSS. Створений на його основі «розумний одяг», на думку авторів, може застосовуватися для спортивних тренувань і в медицині, також технологію можна використовувати для виготовлення «розумних» ременів безпеки в автомобілях.

Фото: nplus1.ru

Відео: Science Magazine