دانشمندان پارچه هوشمندی اختراع کرده‌اند که انرژی خورشید را به گرما تبدیل می‌کند.
پنجشنبه ۱۸ بهمن ۱۴۰۳ ساعت ۰۴:۳۲
دمای این لباس با قرار گرفتن در معرض نور خورشید تا ۳۰ درجه افزایش می‌یابد
این پارچه می‌تواند دما را پس از فقط ۱۰ دقیقه مواجهه با آفتاب بیش از ۳۰ درجه سانتیگراد افزایش دهد. درون این پارچه جدید از نانوذراتی (ذره‌های بسیار ریز) استفاده شده است که نور خورشید را جذب و آن را به گرما تبدیل می‌کند. در عین حال، اجزای حساس به دما که در الیاف این لباس گنجانده شده‌اند، به صورت برگشت‌پذیر رنگ خود را تغییر می‌دهند و به کاربران این امکان را می‌دهند که نوسانات دما را به صورت بصری ببینند.
حفظ دمای بدن
دانشمندان طی سال‌ها گرم‌کننده‌های پوشیدنی طراحی کرده‌اند تا به حفظ دمای بدن در محیط‌های سرد کمک کنند. از این نوع پارچه‌ها در تجهیزات نجات کوهستان و حتی لباس‌های حیوانات خانگی استفاده می‌شود، اما این پارچه‌ها معمولا با تکیه بر اجزای گران‌قیمت تولید می‌شوند. یانگ لی، مهندس شیمی و تیمش در دانشگاه واترلو در کانادا، برای حل این مشکلات، «پلیمرهای فتوترمال» را بررسی کردند که شبیه به پلاستیک هستند و نور را به گرما تبدیل می‌کنند.
محققان نانوذرات دو پلیمر - پلی‌آنیلین (PANI) و پلی‌دوپامین (PDA)- را درون ماتریسی از الیاف پلی‌اورتان ترموپلاستیک (PTU) جاسازی کردند؛ ماده‌ای که در تولید لباس‌های ضد آب و لباس‌های ورزشی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. آنها در طول فرآیند تغییر، رنگ‌های مختلف حساس به دما (ترموکرومیک) را هم به ترکیب اضافه کردند و رشته‌هایی ساختند که با افزایش دمای ماده تغییر رنگ می‌دادند.
محققان این الیاف تازه بافته‌شده را به راحتی به پارچه تبدیل کردند و ژاکتی کوچک برای یک عروسک خرسی بافتند تا خواص این ماده هوشمند را آزمایش کنند. این ژاکت قرمز پس از تنها ۱۰ دقیقه قرار گرفتن در معرض آفتاب به دمای قابل توجه ۵۳.۵ درجه سانتیگراد رسید. با افزایش دما، ساختار شیمیایی مولکول‌های رنگ قرمز تغییر کرد و سفید شد. لی در ایمیلی به لایو‌ساینس گفت: «این نانوذرات پس از مواجهه با نور خورشید، انرژی را جذب و از طریق فرایندی به نام تبدیل فوتوترمال به صورت گرما آزاد می‌کنند.»
نتایج نشان می‌دهد که این پارچه هوشمند، بافت نرم و الاستیک دارد که به ماده اجازه می‌دهد تا تا پنج برابر اندازه اصلی‌اش کشیده شود و در عین حال خواص تغییر رنگ و دما هم حتی پس از ۲۵ بار شستشو حفظ می‌شود. لی گفت: «ما دوام را در اولویت قرار دادیم و مطمئن شدیم که این پارچه، با حفظ خواص نوآورانه می‌تواند در برابر استفاده مکرر و مواجهه با محیط دوام داشته باشد.
این تیم در حال آماده‌سازی مواد برای تولید تجاری است، اما هنوز باید آزمایش‌های بیشتری انجام دهند تا این پارچه جدید را به طور گسترده مورد استفاده دهند. لی می‌گوید: «گام‌های بعدی این تحقیق، بر کاهش هزینه‌های تولید، افزایش مقیاس فرآیند ساخت و اطمینان از ایمنی الیاف برای تماس طولانی‌مدت با پوست متمرکز است.»
کد مطلب: 83093
