Ученые создали самонагревающуюся ткань, которая может защитить даже от самых суровых холодов

Новая умная ткань преобразует свет в тепло. Она способна повысить температуру более чем на 30 °С всего за 10 минут пребывания на солнце, сообщает Live Science.

Новый материал можно использоваться в одежде, предназначенной для очень низких температур.

Специализированные наночастицы поглощают солнечный свет и преобразуют его в тепло. Они встроены в новую ткань. В то же время термочувствительные красители, включенные в волокна, обратимо меняют цвет. Это позволяет визуально контролировать колебания температуры.

Поддержание температуры тела

В течение многих лет ученые разрабатывали ткани, помогающие поддерживать комфортную температуру тела в холодных условиях. Такие ткани можно использовать в горноспасательном оборудовании и даже в одежде для домашних животных. Но существующие конструкции обычно полагаются на дорогие компоненты – металлические наноматериалы или громоздкие нагревательные элементы с питанием от батареек.

По теме: Японская компания создала прозрачный пуховик, преобразующий солнечную энергию в тепло: это революция в сфере верхней одежды

Чтобы обойти эти проблемы, инженер-химик Юнинг Ли и его команда в Университете Ватерлоо в Канаде обратились к фототермическим полимерам. Они представляют собой похожие на пластик материалы, преобразующие свет в тепло.

Наночастицы двух полимеров — полианилина и полидофамина — внедрены в матрицу волокон термопластичного полиуретана. Такой материал широко используется для производства водонепроницаемой и спортивной одежды. Команда Юнинг Ли включила в смесь различные термочувствительные (термохромные) красители. В результате получилась серия волокон, которые меняли цвет по мере повышения температуры материала.

С помощью этих волокон разработчики связали крошечный свитер для плюшевого мишки, чтобы проверить свойства умного материала. Красный свитер достиг впечатляющих +53,5 ºC всего за 10 минут пребывания на солнце. По мере повышения температуры молекулы красного красителя изменили химическую структуру и стали белыми.

«Включенные наночастицы очень эффективно поглощают солнечный свет в диапазоне длинны волн, — пояснил Ли. – Когда солнечный свет попадает на эти наночастицы, они поглощают энергию и выделяют ее в виде тепла с помощью процесса, называемого фототермическим преобразованием».

Согласно исследованию, интеллектуальная ткань имеет мягкую и эластичную текстуру. Она позволяет материалу растягиваться в пять раз по сравнению с первоначальным размером и сохранять свои свойства изменения цвета и температуры даже после 25 стирок.

«Мы отдали приоритет долговечности. Ткань сможет выдерживать многократное использование и воздействие окружающей среды сохраняя при этом свои инновационные свойства», — заметил Ли.

Его команда работает над подготовкой материала к коммерческому производству. Предстоит провести дополнительные испытания, прежде чем он получит широкое распространение.

«Следующие шаги этого исследования направлены на снижение производственных затрат, расширение масштабов процесса изготовления и обеспечение безопасности волокон при длительном контакте с кожей», — заключил инженер-химик Юнинг Ли.