นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นผ้าอัจฉริยะที่แปลงแสงเป็นความร้อนและสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้มากกว่า 54 องศาฟาเรนไฮต์ (30 องศาเซลเซียส) หลังจากดวงอาทิตย์เพียง 10 นาที วัสดุใหม่สามารถใช้ในเสื้อผ้าที่ออกแบบมาสำหรับอุณหภูมิที่เย็นมาก
อนุภาคนาโนพิเศษที่ดูดซับแสงแดดและแปลงเป็นความร้อนจะถูกฝังอยู่ภายในวัสดุใหม่ซึ่งอธิบายไว้เมื่อปลายปีที่แล้วในวารสาร- ในขณะเดียวกันสีย้อมที่ตอบสนองต่ออุณหภูมิรวมอยู่ในเส้นใยเปลี่ยนสีกลับด้านกลับได้ทำให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบความผันผวนของอุณหภูมิได้
รักษาอุณหภูมิของร่างกาย
เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบเครื่องทำความร้อนที่สวมใส่ได้เพื่อช่วยรักษาอุณหภูมิร่างกายที่สะดวกสบายในสภาพแวดล้อมที่เย็น ผ้าดังกล่าวสามารถใช้ในอุปกรณ์ช่วยเหลือภูเขาและแม้แต่เสื้อผ้าสัตว์เลี้ยง แต่การออกแบบที่มีอยู่มักจะขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่มีราคาแพงเช่นวัสดุนาโนโลหะหรือองค์ประกอบความร้อนที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้วิศวกรเคมีYuning Liและทีมงานของเขาที่ University of Waterloo ในแคนาดามองไปที่โพลีเมอร์ความร้อนความร้อนซึ่งเป็นวัสดุที่มีลักษณะคล้ายพลาสติกที่เปลี่ยนแสงเป็นความร้อน
อนุภาคนาโนของโพลีเมอร์ทั้งสอง - polyaniline (PANI) และ polydopamine (PDA) - ถูกฝังอยู่ภายในเมทริกซ์ของเส้นใยเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน (PTU) ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเสื้อผ้ากันน้ำและชุดกีฬา ทีมยังรวมสีย้อมที่ตอบสนองต่ออุณหภูมิต่าง ๆ (thermochromic) ไว้ในส่วนผสมในระหว่างกระบวนการหมุนทำให้เกิดเส้นใยที่เปลี่ยนสีเมื่ออุณหภูมิของวัสดุเพิ่มขึ้น
เส้นใยปั่นใหม่เหล่านี้ถูกถักทอเป็นผ้าและทีมถักเสื้อสเวตเตอร์เล็ก ๆ สำหรับหมีตุ๊กตาเพื่อทดสอบคุณสมบัติของวัสดุอัจฉริยะ จัมเปอร์สีแดงมาถึง 128.3 F (53.5 C) ที่น่าประทับใจหลังจากได้รับแสงแดดเพียง 10 นาที เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นโมเลกุลสีย้อมสีแดงเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีทำให้พวกเขาเปลี่ยนเป็นสีขาว
"อนุภาคนาโนที่รวมอยู่นั้นมีประสิทธิภาพสูงในการดูดซับแสงแดดในช่วงของความยาวคลื่น" หลี่บอกกับวิทยาศาสตร์สดในอีเมล "เมื่อแสงแดดกระทบกับอนุภาคนาโนเหล่านี้พวกเขาจะดูดซับพลังงานและปล่อยให้เป็นความร้อนผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการแปลงด้วยแสงความร้อน"
ผ้าสมาร์ทมีพื้นผิวที่นุ่มและยืดหยุ่นซึ่งช่วยให้วัสดุยืดได้มากถึงห้าเท่าของขนาดดั้งเดิมและรักษาคุณสมบัติการเปลี่ยนแปลงสีและอุณหภูมิแม้หลังจากการล้าง 25 ครั้งตามการศึกษา “ เราจัดลำดับความสำคัญความทนทานเพื่อให้แน่ใจว่าผ้าสามารถทนต่อการใช้ซ้ำและการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติที่เป็นนวัตกรรมไว้” หลี่กล่าว
ทีมกำลังทำงานเพื่อเตรียมวัสดุสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ แต่พวกเขายังต้องทำการทดสอบเพิ่มเติมก่อนที่จะได้รับการใช้อย่างแพร่หลาย
“ ขั้นตอนต่อไปสำหรับการวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่การลดต้นทุนการผลิตปรับขนาดกระบวนการผลิตและทำให้มั่นใจว่าเส้นใยจะปลอดภัยสำหรับการสัมผัสผิวหนังเป็นเวลานาน” หลี่กล่าว
หมายเหตุบรรณาธิการ: พาดหัวสำหรับเรื่องนี้ได้รับการปรับปรุงในวันจันทร์ที่ 3 กุมภาพันธ์เวลา 13:11 น. EST เพื่อทราบว่าผ้าร้อนขึ้นมากกว่า 50 องศาไม่ใช่เกือบ 50 องศา
