Когда нам жарко и потно, мы предпочитаем прохладную одежду, похожую на сетку, но в остальном… сетка просто не согревает нас. Новая ткань двойного назначения была разработана с учетом этой головоломки, поскольку в ней есть охлаждающие отверстия, которые открываются при впитывании пота.
Материал разрабатывается группой ученых из Университета Дьюка в Северной Каролине. По сути, это просто нейлон, который с одной стороны покрыт тонким слоем серебра и имеет ряды крошечных створок-клапанов, прорезанных в нем.
Когда обращенная внутрь поверхность нейлона без серебряного покрытия впитывает воду - например, ту, что содержится в поте - она разбухает. Это явление приводит к тому, что каждая створка загибается наружу к той стороне, к которой она прикреплена. Когда материал позже высыхает, нейлон сжимается до своего первоначального объема, что приводит к закрытию створки.
Слой серебра толщиной 50 нанометров был добавлен для отражения тепла тела обратно к владельцу, помогая согревать его, когда створки закрыты.
Фотографии носимой одежды (с заплаткой 6х6 см) до, во время и после тренировки. Чувствительный к влаге актуатор (исполнительный механизм) отлично переключается между плоским и изогнутым состоянием в зависимости от наличия пара человеческого пота в реальных ситуациях. Фото: Duke University
Первоначально исследователи задавались вопросом, не будет ли добавленный вес металла препятствовать эффекту завивки. Однако, как оказалось, серебро на самом деле усиливает завиток. Это связано с тем, что, поскольку серебро на верхней поверхности каждой створки не набухает, нижележащий нейлон вынужден расширяться больше внизу, чем вверху, в результате чего он еще больше скручивается кверху (и в одну сторону).
Вместо того, чтобы делать одежду целиком из этого материала, команда рисует в своем воображении, что заплатки из него будут стратегически размещены в местах, где люди склонны больше потеть. Чтобы проверить его охлаждающий эффект, ученые сделали квадратную заплатку размером 6 на 6 см с створками, каждая из которых была длиной в несколько миллиметров.
Одна полоска нейлона/серебра загибается под воздействием влаги. Уменьшив размер и размещая их на большой площади, исследователи надеются создать заплатку, которая согревает людей, когда вентиляционные отверстия закрыты, но отводит тепло через отверстия в ответ на пот. Вентиляционные отверстия открываются, не требуя энергии. Фото: Duke University
Было обнаружено, что по сравнению с сплошной заплаткой, изготовленной из традиционной смеси полиэстера и спандекса, вентилируемая заплатка была на 16 процентов теплее, когда вентиляционные отверстия были закрыты, и на 14 процентов холоднее, когда из-за добавления влаги они открывались.
Сейчас исследователи ищут способы сделать створки еще меньше без потери функциональности, а также надеются заменить серебро на нанокомпозит, который можно было бы сделать любого цвета.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Science Advances.
Источник: Duke University
