The first temperature-sensitive textile has been created which can regulate our body’s חוֹם exchange with the סביבה
הגוף שלנו סופג או מאבד חוֹם in the form of infrared radiation. At room temperature around 40 percent of heart transfer occurs in this manner. בן אנוש 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 סביבה 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.
טקסטיל ייחודי חדש
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 מזג אוויר 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.
הטכנולוגיה מאחורי זה
החידוש של הבד נובע מחוט הבסיס שלו המורכב משני סוגים מנוגדים של סינטטי זמין מסחרית חומרים, תאית הידרופיליה וסיבי טריאצטט הידרופוביים, שסופגים או דוחים מים. גדילי הסיבים מצופים במתכת מוליכה - ננו-צינוריות פחמן קלות על בסיס פחמן - בתהליך דומה לצביעת תמיסה המשמשת בדרך כלל לצביעה תעשייתית של סיבים סינתטיים. בגלל התכונות הכפולות, הסיבים מתעוותים כאשר הם נחשפים לתנאי לחות כמו לחות. הצימוד האלקטרומגנטי בין ננו-צינורות פחמן בתוך הציפוי משתנה אשר פועל כמו 'מתג-וויסות'. בהתבסס על שינוי זה בצימוד האלקטרומגנטי בכל פעם, בד או חוסם חום או מאפשר לו לעבור דרכו. האדם שלובש את הבד אינו מבין את הפעילות הבסיסית הזו מכיוון שהבד עושה זאת באופן מיידי תוך פחות מדקה. הוא חש רמות של אי נוחות תרמית של אדם בעצמו ויכול לשנות את כמות הקרנת החום ב-35 אחוזים ככל שרמת הלחות מתחת לעור משתנה.
בניסוי מעשי, הצוות סרג דוגמית בגודל 0.5 מ"ר כדי להראות מדרגיות לייצור עתידי. השינוי במרווח הסיבים בתנאים לחים ויבשים נקלט בזמן אמת באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונפוקאלי ודוגמית צביעה פלואורסצנטית של הבד. כדי לכמת את ביצועי הסיבים, הם השתמשו בספקטרומטר IR בעל טרנספורמציה פורייה המחובר לתא סביבתי משתנה בלחות המכיל דוגמית קטנה של הבד. הם הבחינו שהבד יכול להשיג שינוי יחסי של 2 אחוז בהעברת אינפרא אדום. הבד יכול לעבור ביעילות ממצב קירור לחימום תוך פחות מדקה בכל הניסויים.
האם זה פרקטי כמו לבוש אמיתי?
בד חדש נוצר לראשונה שעוזר לגרום לאדם להישאר חם כאשר מזג האוויר בחוץ קריר ויבש וקריר כאשר מזג האוויר חם ולח. זה אכן מרתק! ניתן לסרוג או לצבוע את הבד וגם לשטוף אותו בצורה דומה לבגדי ספורט אחרים. יש צורך במחקר נוסף כדי להפוך את הבד הזה ליותר פרקטי ושימושי לשימוש יומיומי. החוקרים מקווים לשתף פעולה עם יחידת ייצור בעתיד הקרוב כדי לייצר בגדים העשויים מבד חדש זה. תגלית זו פורסמה ב מדע הוא חדשני ומבטיח שכן בד כזה יכול להועיל לספורטאים, ספורטאים, תינוקות ואנשים מבוגרים בכך שהוא מספק להם נוחות ותחושה של לבוש רגיל.
***
{תוכל לקרוא את עבודת המחקר המקורית על ידי לחיצה על קישור ה-DOI המופיע להלן ברשימת המקורות המצוטטים}
מקור (ים)
Zhang XA et al 2019. שער דינמי של קרינת אינפרא אדום בטקסטיל. מדע. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
