Yeni Kumaş Çok Soğuk Havalarda İnsanları Sıcak Tutmak İçin Neredeyse 50 Derece Isınabiliyor

Bilim insanları, ışığı ısıya dönüştüren ve güneşte sadece 10 dakika kaldıktan sonra sıcaklığı 54 Fahrenheit (30 santigrat derece) dereceden fazla yükseltebilen akıllı bir kumaş icat etti. Yeni malzeme çok soğuk havalar için tasarlanmış giysilerde kullanılabilir.

Geçen yılın sonlarında Advanced Composites and Hybrid Materials dergisinde açıklanan yeni malzemenin içine güneş ışığını emen ve ısıya dönüştüren özel nanopartiküller yerleştirilmiştir. Aynı zamanda, liflere dahil edilen sıcaklığa duyarlı boyalar geri dönüşümlü olarak renk değiştirerek kullanıcıların sıcaklık dalgalanmalarını görsel olarak izleyebilmelerini sağlar.

 

Vücut Sıcaklığının Korunması

Bilim insanları yıllardır soğuk ortamlarda rahat bir vücut sıcaklığının korunmasına yardımcı olmak için giyilebilir ısıtıcılar tasarlıyor. Bu tür kumaşlar dağ kurtarma ekipmanlarında ve hatta evcil hayvan giysilerinde kullanılabilir, ancak mevcut tasarımlar tipik olarak metal nanomalzemeler veya pille çalışan hantal ısıtma elemanları gibi pahalı bileşenlere dayanmaktadır.

Bu sorunları aşmak için Kanada'daki Waterloo Üniversitesi'nden kimya mühendisi Yuning Li ve ekibi, ışığı ısıya dönüştüren plastik benzeri malzemeler olan fototermal polimerlere başvurdu.

İki polimerin - polianilin (PANI) ve polidopamin (PDA) - nanopartikülleri, su geçirmez giysiler ve spor kıyafetleri üretmek için yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan termoplastik poliüretan (PTU) liflerinden oluşan bir matris içine gömülmüştür. Ekip ayrıca eğirme işlemi sırasında karışıma çeşitli sıcaklığa duyarlı (termokromik) boyalar ekleyerek malzemenin sıcaklığı arttıkça renk değiştiren bir dizi elyaf üretti.

Bu yeni eğrilmiş elyaflar kolayca kumaşa dokundu ve ekip akıllı malzemenin özelliklerini test etmek için bir oyuncak ayı için küçük bir süveter ördü. Kırmızı kazak, sadece 10 dakika güneşe maruz kaldıktan sonra etkileyici bir 128,3 F (53,5 C) sıcaklığa ulaştı. Sıcaklık yükseldikçe, kırmızı boya molekülleri kimyasal yapılarını değiştirerek beyaza dönüşmelerine neden oldu.

Li, Live Science'a gönderdiği e-postada, “Birleştirilmiş nanopartiküller, bir dizi dalga boyunda güneş ışığını absorbe etmede oldukça etkilidir” dedi. “Güneş ışığı bu nanoparçacıklara çarptığında, enerjiyi emer ve fototermal dönüşüm adı verilen bir süreçle ısı olarak serbest bırakırlar.”

Çalışmaya göre akıllı kumaş, malzemenin orijinal boyutunun beş katı kadar esnemesini ve 25 yıkamadan sonra bile renk ve sıcaklık değiştirme özelliklerini korumasını sağlayan yumuşak ve elastik bir dokuya sahip. Li, “Kumaşın yenilikçi özelliklerini korurken tekrarlanan kullanıma ve çevresel maruziyete dayanabilmesini sağlamak için dayanıklılığa öncelik verdik” dedi.

Ekip, malzemeyi ticari üretime hazırlamak için çalışıyor, ancak yaygın olarak kullanılabilmesi için daha fazla test yapmaları gerekiyor.

Li, “Bu araştırma için sonraki adımlar üretim maliyetlerini düşürmeye, üretim sürecini ölçeklendirmeye ve liflerin uzun süreli cilt teması için güvenli olmasını sağlamaya odaklanıyor” dedi.

Bu yazı LIVESCIENCE’ de yayınlanmıştır.