Koşullara Göre Otomatik Olarak Soğutan veya Yalıtan İlk Kumaş
Fotoğraf : Maryland Üniversitesi bilim adamları YuHuang Wang ve Ouyang Min tarafından geliştirilen bu yeni kumaş, şartlara bağlı olarak ısıyı yakalamak veya serbest bırakmak için özellikleri otomatik olarak değiştiren ilk tekstildir.
Maraton koşucularını serin veya dağ yürüyüşçilerini sıcak tutan, yüksek teknolojili termal özelliklere sahip kumaşlarda onlarca yıllık yeniliğe rağmen, çevreye cevap olarak yalıtım özelliklerini değiştiren hiçbir malzeme olmamıştı. Ta ki şimdiye kadar.
Maryland Üniversitesi araştırmacıları, içinden geçen ısı miktarını otomatik olarak ayarlayabilen bir kumaş yarattılar. Terleyen bir vücuttakine yakın koşullar gibi sıcak ve nemli olduğunda, kumaş kızılötesi radyasyonun (ısı) geçmesine izin verir. Koşullar soğudukça ve kuruduğunda, kumaş çıkan ısıyı azaltır. Bu gelişme, Science dergisinin 8 Şubat 2019 sayısında bildirildi .
Araştırmacılar, kumaşı iletken bir metalle kaplı özel olarak tasarlanmış iplikten yarattılar. Sıcak, nemli koşullar altında, iplik teli, kumaşın kızılötesi radyasyonla etkileşime girme şeklini değiştiren kaplamayı sıkılaştırır ve etkinleştirir. Eylemi, ısı iletmek veya engellemek için ayarlanabilir bir perde olarak hareket eden kızılötesi radyasyonun “geçitlemesi” olarak adlandırırlar.
UMD’de kimya ve biyokimya profesörü ve çalışmaları yöneten makalenin yazarlarından YuHuang Wang, “Bu, kızılötesi radyasyonu dinamik olarak geçmemizi sağlayan ilk teknolojidir.” dedi.
Bu yeni tekstil için temel iplik iki farklı sentetik malzemeden yapılmış liflerden oluşuyor – biri suyu emiyor, diğeri itiyor. Teller, özel bir hafif, karbon bazlı iletken metal sınıfı olan karbon nanotüplerle kaplanmıştır. Elyaf içindeki malzemeler suya hem dayandığı hem de emdiği için, terleyen bir cismi çevreleyen gibi neme maruz kaldıklarında elyaflar çözülür. Bu bozulma, iplik tellerini birbirine yaklaştırır, bu da iki şey yapar. İlk önce kumaştaki gözenekleri açar. Bu, küçük bir soğutma etkisine sahiptir çünkü ısının kaçmasına izin verir. İkincisi ve en önemlisi, kaplamadaki karbon nanotüpleri arasındaki elektromanyetik eşleşmeyi değiştirir.
Wang, “Bu birleştirme etkisini, rezonansa girdiği dalga boyunu veya frekansını değiştirmek için bir radyo anteninin bükülmesi gibi düşünebilirsiniz” dedi. “Bunu düşünmenin çok basit bir yolu, ancak topladıkları elektromanyetik dalganın türünü düzenlemek için iki anteni birbirine yaklaştırdığınızı hayal edin. Fiberler birbirine yaklaştığında, etkileşime girdikleri radyasyon değişiyor. Giyimde, bu kumaşın insan vücudundan yayılan ısı ile etkileşime girdiği anlamına geliyor. ”
Ayarlamaya bağlı olarak, kumaş ya kızılötesi radyasyonu bloke eder ya da geçmesine izin verir. Tepki neredeyse anlıktır, bu yüzden insanlar ısındıklarını fark etmeden önce, giysi onları serinletebilir. Diğer taraftan, vücut soğudukça, dinamik geçitleme mekanizması sıcağı hapsetmek için tersten çalışır.
UMD fizik profesörü ve makalenin ilgili yazarı Min Ouyang, “İnsan vücudu mükemmel bir radyatör. Hızlı bir şekilde ısı verir.” dedi. “Tüm tarih boyunca, bu radyatörü düzenlemenin tek yolu, kıyafetleri çıkarmak veya kıyafet giymek olmuştur. Ancak bu kumaş gerçek bir çift yönlü regülatördür.”
Science makalesine göre, bu, ortam ile ısı alışverişini düzenleyebildiği gösterilen ilk tekstildir.
Teksas Üniversitesi Üniversitesi’nde kimya profesörü, çalışmaya dahil olmayan Ray Baughman, “Bu öncü çalışma, rahatlık-ayarlı kıyafetler için heyecan verici değiştirilebilir yeni bir özellik sunuyor” dedi. “Tekstillerin ter veya artan sıcaklığa karşılık olarak gözenekliliği arttırmasının yanı sıra vücut sıcaklıklarıyla ilişkili kızılötesi radyasyonu ilettiği de biliniyordu. Ancak, daha önce hiç kimse bir tekstilin hem gözenekliliğini hem de kızılötesi şeffaflığını, çevre koşullarına cevap olarak daha fazla konfor sağlayacak şekilde değiştirmenin bir yolunu bulamamıştı ”
Kumaşın ticarileşmesi için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır, ancak araştırmacılara göre, baz fiber için kullanılan malzemeler kolayca temin edilebilir ve standart boyama işlemi sırasında karbon kaplama kolayca eklenebilir.
Ouyang, “Bu kapama fenomenini, kıyafetlerin ve diğer kumaşların işlevselliğini geliştirme yeteneğine sahip bir tekstilin geliştirilmesine uygulayabilmenin çok heyecan verici olduğunu düşünüyorum” dedi.
Kaynak: sciencedaily.com
