Энергоэффективная ткань помогает не испытывать неудобств от жары и холода
Современные дизайнеры активно использую новейшие разработки, адаптируя их под свои задачи. И сегодня эти идеи все чаще ориентированы на людей с «альтернативной внешностью» — например, полных (пример таких товаров в магазине Блузы больших размеров).
В рамках совместного проекта Чикагского университетета, Университета штата Северная Каролина и Университета Дьюка (все в США) создано «носимое устройство» с регулируемой излучательной способностью. Данное устройство, названное своими создателями WeaVE, может быть использовано для создания интеллектуальных тканей нового поколения с терморегулированием. Созданный на его основе терморегулирующий текстиль позволяет регулировать количество излучаемого инфракрасного излучения благодаря проводящему полимеру, который можно модифицировать.
Многие животные хорошо умеют манипулировать инфракрасным (ИК) излучением, чтобы нагреваться и охлаждаться. Сахарские серебряные муравьи, например, рассеивают избыточное тепло благодаря треугольным волоскам на теле, которые отражают различное количество ближнего ИК-лучей в зависимости от положения Солнца. Человеческие тела, напротив, поглощают и теряют тепло в основном за счет ИК-излучения с длиной волны 10 микрон, и наша кожа не способна контролировать этот диапазон длин волн в реальном времени, чтобы помочь нам регулировать температуру тела. Поэтому исследователи разрабатывают текстиль, который может сделать это за нас.
Переключение между двумя состояниями
Новое устройство WeaVE состоит из трех слоев: активного слоя из проводящего полимера полианилина (ПАНИ), металлизированного нейлона и полутвердого электролита. Когда к этой слоистой структуре прикладывается небольшое напряжение, активный материал переключается между пропускающим диэлектрическим состоянием и проводящим (металлическим) состоянием с потерями. Каждое состояние имеет разную излучательную способность, поэтому переключаясь между ними количество теплового излучения, излучаемого тканью, можно регулировать — чтобы сделать ее либо теплоизлучающей (охлаждение), либо теплозащитной (нагрев).
«Таким образом, ткань может обеспечивать комфорт пользователя, регулируя сколько тепла тела сохраняется, а сколько излучается», — объясняет По-Чун Сюй из Чикаго, который возглавлял команду разработчиков вместе с Цзе Инь из штата Северная Каролина. «Таким образом, пользователь будет чувствовать одинаковую температуру кожи независимо от внешней температуры». Пока таких продуктов нет в продаже, но когда появятся, shoppinglive.ru будет один из первых. Альтернативное написание https://www.shoppinglive.ru/
«Адаптивная» терморегуляция
Одним из основных преимуществ WeaVE является то, что электрохимическая настройка, используемая для изменения его радиационного переноса тепла, требует лишь небольшого количества энергии. Этот тип терморегуляции называется «адаптивным», что означает, что он основан на модуляции коэффициента теплопередачи материала и использует гораздо меньше энергии, чем «активные» технологии, использующие электричество или циркуляцию воды для генерации или отвода тепла. В результате энергия, необходимая для поддержания теплового баланса, практически равна нулю. Еще одним преимуществом является то, что металлизированный нейлон в ткани раскроен в стиле киригами, что позволяет ему растягиваться и двигаться вместе с телом пользователя, полностью сохраняя при этом соединение и конфигурацию электрохимической ячейки.
Гибкость WeaVE и низкое энергопотребление означают, что его можно использовать в экологически чистых текстилях и тканях нового поколения, которые позволят пользователям адаптироваться к окружающей среде. «Поскольку тепловой комфорт — это очень индивидуализированное и субъективное понятие, было бы полезно, если бы эффект охлаждения/согрева был адаптирован для каждого в зависимости от его ощущений и окружающей среды», — рассказал Сюй. «Мы также надеемся, что эта работа может вдохновить будущие исследования как в области материаловедения проводящих полимеров, так и в разработке «умных» носимых персональных устройств терморегуляции».