Inžinieriai sukuria plastikinę drabužių medžiagą, kuri vėsina odą

Zeitgeist: Judame Pirmyn (2011) (Liepa 2019).

Anonim

Stanfordo inžinieriai sukūrė pigių plastikų pagrindu pagamintą tekstilę, kuri, jei įstrigusi į drabužius, galėtų jūsų kūną kuo efektyvesniau atšaldyti, nei įmanoma, naudojant natūralius arba sintetinius audinius, kuriuos dėvisi šiandien dėvimi drabužiai.

Apibūdindami savo darbą " Mokslas", mokslininkai teigia, kad ši nauja audinių grupė gali tapti drabužių pagrindu, kuris palaiko žmones karštu klimatu be oro kondicionavimo.

"Jei galėsite atvėsti žmogų, o ne pastatą, kuriame jie dirba ar gyvens, tai sutaupys energiją", - sakė medžiagų mokslų ir inžinerijos bei fotonų mokslų profesorius Stanforde Yi Cui.

Ši nauja medžiaga veikia, leidžiant organizmui šildyti dviem būdais, kad naudotojas jaučiasi beveik 4 laipsnių Fahrenheit aušintuvo, nei tuo atveju, jei jie dėvėtų medvilninius drabužius.

Medžiaga atšaldoma, paliekant prakaitui išgaruoti per medžiagą, jau yra paprastų audinių. Tačiau "Stanfordo" medžiaga suteikia antrą, revoliucinį aušinimo būdą: leisti šilumą, kurią organizmas skleidžia kaip infraraudoną spinduliuotę, pereiti per plastikinę tekstilę.

Visi objektai, įskaitant mūsų kūnus, išmeta šilumą infraraudonosios spinduliuotės formos, nematomos ir gerybinės šviesos bangos ilgio. Antklodės šildo mus, spąsdindami infraraudonųjų spindulių šilumą šalia kūno. Ši šiluminė spinduliuojanti spinduliuotė iš mūsų kūnų yra tai, kas mus atpažįsta per naktinio matymo akinius.

"Keturiasdešimt iki 60 proc. Mūsų kūno šilumos išsklaido kaip infraraudonoji spinduliuotė, kai mes sėdime biure", - sakė Shanhui Fan, elektrotechnikos profesorius, kuris specializuojasi fotonikoje, ty matomos ir nematomos šviesos tyrimas. "Tačiau iki šiol tyrimai dėl tekstilės šiluminės spinduliuotės charakteristikų buvo mažai tiriami arba jų nebuvo".

Super maitinimo virtuvės apvyniojimas

Norint sukurti aušinimo tekstilę, "Stanfordo" tyrėjai maišydavo nanotechnologijas, fotoniką ir chemiją, kad gautų polietileną - aiškų, klestinčią plastiką, kurią naudojame kaip virtuvės apvyniojimą - tam tikras drabužių medžiagoje pageidaujamas charakteristikas: tai leidžia perduoti šiluminę spinduliuotę, oro ir vandens garus tiesiai pro ir matomos šviesos yra nepermatomos.

Lengviausias požymis leido pernešti infraraudonąją spinduliuotę, nes tai būdinga įprastam polietileno maisto pakavimui. Žinoma, virtuvės plastmasė yra nepralaidi vandeniui ir taip pat yra permatoma, todėl ji tampa nenaudinga kaip drabužiai.

Stanfordo mokslininkai šiuos trūkumus pašalino vienu metu.

Pirma, jie rado polietileno variantą, dažniausiai naudojamą akumuliatoriaus gamyboje, kuris turi tam tikrą nanometrinę struktūrą, kuri yra nepermatoma matoma šviesa, tačiau yra skaidri infraraudonųjų spindulių, kuri galėtų leisti kūno šilumos pabėgti. Tai suteikė bazinę medžiagą, kuri buvo nepastovus matomajai šviesai kuklumo, bet šilumos skaidrumo dėlei energijos vartojimo efektyvumo tikslais.

Po to jie pakeitė pramoninį polietileną, gydydami jį grynomis cheminėmis medžiagomis, kad vandens garų molekulės galėtų išgaruoti per plastiko nanopores, sakė postdoktorius ir komandos narys Po-Chun Hsu, todėl plastikas gali kvėpuoti kaip natūralus pluoštas.

Drabužių gaminimas

Tokia sėkmė suteikė mokslininkams vieno lapo medžiagą, atitinkančią tris pagrindinius aušinimo audinio kriterijus. Kad ši plona medžiaga būtų daugiau audinio, jie sukūrė trijų sluoksnių versiją: du lakštai iš apdoroto polietileno, atskiriami medvilnės tinkleliu dėl stiprumo ir storio.

Norėdami patikrinti jų trijų sluoksnių konstrukcijos aušinimo potencialą palyginti su panašaus storio medvilnės audiniu, jie padėjo kiekvienos medžiagos nedidelį žetoną ant švelnios odos paviršiaus, išmatuoto kiekio kiekvienai medžiagai.

"Visų daiktų dėvėjimas sulaiko šilumą ir suteikia odai šilčiau", - sakė Fanas. "Jei šilumos spinduliuojanti spinduliuotė būtų mūsų vienintelis rūpestis, tai būtų geriausia nešioti nieko."

Palyginimas parodė, kad medvilninis audinys padarė odos paviršių 3, 6 F šilčiau nei jų aušinimo tekstilė. Tyrėjai teigė, kad šis skirtumas reiškia, kad asmuo, apsirengęs naujomis medžiagomis, gali jaustis mažiau linkęs įjungti ventiliatorių ar oro kondicionierius.

Tyrėjai tęsia savo darbą keliose srityse, įskaitant jų spalvą, tekstūrą ir audinius panašius bruožus. Baterijos pramonei jau pagamintos medžiagos pritaikymas gali palengvinti produktų kūrimą.

"Jei norite pagaminti tekstilę, jūs turite sugebėti padaryti didelį kiekį pigiai", - sakė Cui.

Ventiliatorius mano, kad šis tyrimas atveria naujas tyrimo galimybes, kad pasyviai, neatsižvelgiant į išorinę energiją, palengvintų ar šiltų dalykų, reguliuojančių medžiagas, kad būtų išsklaidytos infraraudonosios spinduliuotės ar spąstai.

"Nepaisant to, kai ką, ką padarėme, atrodo labai paprasta, tačiau tai daroma dėl to, kad mažai iš tiesų pažvelgė į inžineriją apie tekstilės medžiagų spinduliuotės savybes", - sakė jis.

menu
menu