Умную ткань научили адаптироваться к повышению температуры тела

Американские и китайские ученые разработали умную ткань, способную адаптироваться к повышению температуры тела человека. При повышении температуры или влажности волокна ткани сжимаются, благодаря чему спектр и излучающая способность ткани в инфракрасном диапазоне приближается к аналогичным характеристикам самого тела и ткань «открывается» для его излучения, рассказывают авторы статьи, опубликованной в Science.

Человек обменивается теплом с окружающей средой с помощью нескольких механизмов. Один из основных механизмов теплообмена — тепловое излучение, которое составляет до 40 процентов от общего объема. Из-за этого многие разработчики тканей для спортсменов пытаются использовать материалы, способствующие отведению тепла от тела с помощью теплового излучения. Однако эти ткани действуют постоянно одним и тем же способом и неспособны адаптироваться к изменению окружающих условий и изменению температуры тела.

Ученые под руководством Юя Хуанга Вана (Yu Huang Wang) из Мэрилендского университета разработали адаптивную ткань, меняющую способность пропускать тепловое излучение и водяной пар, и тем самым помогающую охлаждать тело при интенсивных нагрузках. Каждая нить ткани состоит из множества волокон, каждое из которых состоит из двух сплавленных волокон целлюлозы и триацетата. Особенность такой связки из двух материалов заключается в том, что один из них (триацетат) обладает гидрофобными свойствами, а второй (целлюлоза) проявляет гидрофильные свойства. Благодаря разнице в свойcтвах волокна каждой нити сближаются при повышении влажности.

Схема адаптации волокон ткани к воздействию влажности или тепла

Еще одну особенность ткани дает покрытие волокон слоем углеродных нанотрубок. Благодаря им при сближении волокон происходит резонансное электромагнитное связывание и излучающая способность волокна увеличивается, а спектр излучения сдвигается в диапазон 5-15 микрометров, что совпадает с максимальными длинами волн теплового излучения от человеческого тела. Кроме того, из-за сближения волокон увеличивается и расстояние между нитями, что способствует охлаждению тела через конвекцию.

Таким образом, ученые получили ткань, которая способствует охлаждению при воздействии высокой температуры и отводу влаги от тела, препятствуя, однако, этому при нормальных условиях. Авторы проверили эффективность ткани, поместив ее в камеру в регулируемой влажностью и измерив пропускающую способность в области инфракрасного излучения. Выяснилось, что повышение влажности до почти 90 процентов приводит к увеличению пропускающей способности на 35,4 процента (около 12 процентов с учетом рассеяния)/

Изменение излучающих свойств при воздействии пара

Источник

Заглавная иллюстрация: https://ua.depositphotos.com

Тэги:

ТЕБЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ

Пристрою віртуальної реальності довелося навчитися розпізнавати ялинки

Тим, хто на Різдво отримав під ялинку пристрій віртуальної реальності Oculus, певно, що схочеться приміряти його прямо там на місці.

Регулярные походы в музей снизили смертность среди британских стариков

Пожилые люди живут дольше, если увлекаются искусством - ходят в театры и музеи. Причем, по оценкам британских ученых, чем чаще они это делают, тем ниже среди них смертность.

В США изобрели летающий робот-пылесос

Американский инженер превратил робот-пылесос в трехвинтовой дрон-уборщик, способный перелетать через препятствия на своем пути, а также перемещаться между этажами.