Одежда из будущего от ученых: создана умная ткань с автоматической регулировкой тепла

До настоящего времени не было материала, изменяющего свои изоляционные свойства в ответ на окружающую среду. Исследователями из Университета Мэриленда изобретена умная ткань, способная согревать человека или охлаждать, в зависимости от потребностей. Инновационная ткань, которая может автоматически регулировать количество тепла.

Одежда из будущего от ученых: создана умная ткань с автоматической регулировкой тепла
Терморегулирующая ткань реагирует на изменения температуры тела

Когда условия теплые и влажные, такие как те, что находятся рядом с потным телом, ткань пропускает инфракрасное излучение (тепло). Когда условия становятся более прохладными и сухими, ткань уменьшает выделяемое тепло. О развитии было сообщено в выпуске журнала Science от 8 февраля 2019 года.

Текстиль изготовлен из обычных полимерных волокон, которые покрыты углеродными нанотрубками, что делает их чувствительными к изменениям температуры тела.

Эффект будет почти мгновенным, умная ткань активируется задолго до того, как человек заметит какой-либо физический дискомфорт. Ученые обсудили исследование в журнале Science:

Умная ткань приспосабливается к теплу

Текстиль задерживает инфракрасное излучение, которое помогает нам согреться в холодную погоду. Конечно, в жаркую погоду это менее желательно. Сконструирован инфракрасный адаптивный текстиль, состоящий из полимерных волокон, покрытых углеродными нанотрубками. Сама пряжа расширялась и разрушалась из-за высокой температуры и влажности, которые изменяли расстояние между волокнами. Более широкое расстояние между волокнами позволяло ткани дышать, но также изменяло излучательную способность ткани. 

Это позволило улучшить теплообмен в горячих и влажных условиях. Саморегулирующаяся излучательная способность умной ткани может помочь в создании одежды в будущем для терморегуляции.

Одежда из будущего от ученых: создана умная ткань с автоматической регулировкой тепла
Терморегулирующая ткань реагирует на изменения температуры тела. Умная ткань приспосабливается к теплу.

«Человеческое тело — идеальный излучатель. Оно быстро отдает тепло», — говорит исследователь Мин Оуян, профессор физики UMD и соавтор статьи. «На протяжении всей истории единственным способом регулирования радиатора было снятие одежды или надевание одежды. Но эта ткань является настоящим двунаправленным регулятором».

Ткань представляет собой новый тип активного или умного материала — класс материалов, которые изменяют свой цвет, жесткость или другое свойство в ответ на какое-либо приглашение. В этом случае пряжа меняет форму.

В зависимости от настройки ткань либо блокирует инфракрасное излучение, либо пропускает его. Реакция почти мгновенная, поэтому, прежде чем люди поймут, что они нагреваются, одежда уже могла их охлаждать. С другой стороны, когда тело охлаждается, механизм динамического затвора работает в обратном направлении, удерживая тепло.

«Это очень упрощенный способ думать об этом, но представьте, что две антенны находятся близко друг к другу, чтобы регулировать тип электромагнитной волны, которую они собирают. Когда волокна сближаются, излучение, с которым они взаимодействуют, меняется. В одежде это означает, что ткань взаимодействует с теплом, исходящим от человеческого тела».

Мин Оуян, профессор физики