Գիտնականները ստեղծել են ինքնատաքացվող գործվածք, որը կարող է պաշտպանել նույնիսկ ամենադաժան ցրտից։
07.02.2025, 14:33 EST
Ֆորում Օրեկան Նյու Յորք
Նոր խելացի գործվածքը լույսը վերածում է ջերմության: Այն ունակ է բարձրացնել ջերմաստիճանը 30-ից ավելի °Ընդամենը 10 րոպե արևի տակ մնալով, հաղորդում է Կենդանի գիտություն.
Նոր նյութը կարող է օգտագործվել շատ ցածր ջերմաստիճանի համար նախատեսված հագուստի մեջ։
Մասնագիտացված նանոմասնիկները կլանում են արևի լույսը և այն վերածում ջերմության: Դրանք ներկառուցված են նոր գործվածքի մեջ։ Միևնույն ժամանակ, ջերմային զգայուն ներկերը, որոնք ներառված են մանրաթելերի մեջ, շրջելիորեն փոխում են գույնը: Սա թույլ է տալիս տեսողականորեն վերահսկել ջերմաստիճանի տատանումները:
Մարմնի ջերմաստիճանի պահպանում
Տարիներ շարունակ գիտնականները գործվածքներ են մշակել, որոնք օգնում են պահպանել մարմնի հարմարավետ ջերմաստիճանը ցուրտ պայմաններում: Նման գործվածքները կարող են օգտագործվել հանքափրկարարական սարքավորումներում և նույնիսկ ներս հագուստ ընտանի կենդանիների համար. Սակայն գոյություն ունեցող դիզայնը սովորաբար հիմնված է թանկարժեք բաղադրիչների վրա՝ մետաղական նանոնյութերի կամ մարտկոցով աշխատող մեծածավալ ջեռուցման տարրերի վրա:
Այս խնդիրները շրջանցելու համար քիմիական ինժեներ Յունինգ Լին և Կանադայի Վաթերլոյի համալսարանի իր թիմը դիմեցին ֆոտոջերմային պոլիմերներին: Դրանք պլաստիկանման նյութեր են, որոնք լույսը վերածում են ջերմության։
Երկու պոլիմերների՝ պոլիանիլինի և պոլիդոպամինի նանոմասնիկները ներկառուցված են ջերմապլաստիկ պոլիուրեթանային մանրաթելերի մատրիցում: Այս նյութը լայնորեն օգտագործվում է անջրանցիկ և սպորտային հագուստի արտադրության համար։ Յունինգ Լիի թիմը խառնուրդի մեջ ներառել է տարբեր ջերմազգայուն (թերմոքրոմ) ներկանյութեր: Արդյունքում ստացվեց մի շարք մանրաթելեր, որոնք փոխեցին գույնը, երբ նյութի ջերմաստիճանը բարձրացավ:
Օգտագործելով այս մանրաթելերը, մշակողները հյուսել են մի փոքրիկ սվիտեր արջուկի համար՝ խելացի նյութի հատկությունները ստուգելու համար: Կարմիր սվիտերը հասել է տպավորիչ 53,5 ºC ջերմաստիճանի՝ ընդամենը 10 րոպե արևի տակ մնալուց հետո։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ կարմիր ներկի մոլեկուլները փոխեցին քիմիական կառուցվածքը և դարձան սպիտակ:
«Ներկառուցված նանոմասնիկները շատ արդյունավետ կերպով կլանում են արևի լույսը մի շարք ալիքների երկարություններում», - բացատրեց Լին: «Երբ արևի լույսը դիպչում է այս նանոմասնիկներին, նրանք կլանում են էներգիան և ազատում այն որպես ջերմություն ֆոտոջերմային փոխակերպում կոչվող գործընթացի միջոցով»:
Հետազոտության համաձայն՝ խելացի գործվածքն ունի փափուկ և առաձգական հյուսվածք։ Այն թույլ է տալիս նյութին ձգվել իր սկզբնական չափից մինչև հինգ անգամ և պահպանել գույնի և ջերմաստիճանի փոփոխման հատկությունները նույնիսկ 25 լվացումից հետո:
«Մենք առաջնահերթություն ենք տվել երկարակեցությանը: Գործվածքը կկարողանա դիմակայել բազմակի օգտագործմանը և շրջակա միջավայրի ազդեցություններին՝ պահպանելով իր նորարարական հատկությունները»,- նշել է Լին:
Նրա թիմն աշխատում է նյութը կոմերցիոն արտադրության համար պատրաստելու ուղղությամբ։ Ավելի շատ փորձարկում է անհրաժեշտ, նախքան այն լայնորեն տարածվի:
«Այս հետազոտության հաջորդ քայլերն ուղղված են արտադրության ծախսերի կրճատմանը, արտադրական գործընթացի մասշտաբացմանը և մանրաթելերի անվտանգության ապահովմանը մաշկի հետ երկարատև շփման ժամանակ», - եզրափակեց քիմիական ինժեներ Յունինգ Լին: