Учёные разработали инновационный материал, который способен превращать солнечный свет в тепло, повышая температуру более чем на 30 градусов по Цельсию всего за 10 минут.
Эта "умная" ткань может найти применение в экипировке для экстремального холода, спортивной одежде и даже в снаряжении для животных.
Как работает новая технология?
Секрет материала кроется в специальных наночастицах, встроенных в волокна. Они поглощают солнечную энергию и преобразуют её в тепло.
Вдобавок ткань содержит термочувствительные красители, которые меняют цвет в зависимости от температуры, позволяя визуально отслеживать нагрев.
"Встроенные наночастицы очень эффективно поглощают солнечный свет в широком диапазоне длин волн, когда свет попадает на эти частицы, они поглощают энергию и выделяют её в виде тепла в процессе фототермического преобразования" — объясняет инженер-химик из Университета Ватерлоо (Канада), Юнинг Ли.
Лёгкий и долговечный материал
Обычные ткани с функцией нагрева требуют дорогостоящих компонентов, таких как металлические наноматериалы, или нуждаются в питании от батареек.
Новый материал стал альтернативой: его основа — термопластичные полиуретановые волокна (PTU), в которые вплетены наночастицы полианилина (PANI) и полидофамина (PDA).
Это позволяет ткани растягиваться в пять раз без потери свойств, выдерживать многократное использование и сохранять эффективность даже после 25 стирок. Чтобы проверить возможности материала, команда учёных связала миниатюрный свитер для плюшевого мишки.
На солнце его температура поднялась до 53,5 °C всего за 10 минут, а цвет изменился с красного на белый, что наглядно продемонстрировало работу термохромных красителей.
Перспективы использования
Сейчас команда исследователей занимается подготовкой ткани к коммерческому производству.
"Следующие шаги направлены на снижение затрат, масштабирование процесса и обеспечение безопасности волокон при длительном контакте с кожей", — отмечает Ли.
Если всё пойдёт по плану, в будущем этот материал может использоваться в альпинистском снаряжении, экипировке для спасателей, а также в одежде для повседневного ношения в холодное время года.
Уточнения
Тексти́ль (от лат. textus «ткань, материя») — изделия, выработанные из гибких, мягких волокон и нитей (ткани, вата, сети и так далее), изготавливаемые обычно из пряжи на ткацком станке. К текстилю относят также материю, не являющуюся тканью: трикотаж, войлок, современные нетканые и прочие материалы.