این پارچه هوشمند گرما را ذخیره و رطوبت را دفع می‌کند

پژوهشگران چینی پارچه مصنوعی هوشمند ساخته‌اند که رطوبت را دفع می‌کند، گرما را ذخیره و آزاد می‌کند و در سرما عملکردی بهتر از پنبه دارد.

به گزارش سرویس فناوری تکناک،پژوهشگران آکادمی علوم چین موفق شده‌اند نوعی پارچه مصنوعی جدید توسعه دهند که می‌تواند گرما را ذخیره و در زمان مناسب آزاد کند. این ماده در عین حال رطوبت را دفع می‌کند و ویژگی‌های راحتی و نرمی پنبه را نیز حفظ می‌کند. محققان معتقد هستند این فناوری می‌تواند در آینده به تولید نسل جدید لباس‌های زمستانی و پوشاک مخصوص فعالیت‌های فضای باز منجر شود.

پنبه به دلیل نرمی، سبکی و توانایی حفظ گرما یکی از پرکاربردترین الیاف در صنعت پوشاک است. با این حال، این ماده یک نقطه ضعف مهم دارد. پنبه رطوبت را جذب می‌کند و پس از خیس شدن به‌تدریج گرمای بدن را کاهش می‌دهد. به همین دلیل متخصصان استفاده از لباس‌های تمام پنبه‌ای را برای ورزش و فعالیت‌های سنگین توصیه نمی‌کنند.

گروهی از پژوهشگران به سرپرستی Shihui Zhang، Zhihua Zhang و Quan Shi برای رفع این مشکل ماده‌ای جدید با نام Phase-Change Fiber Aerogel یا PCFA توسعه داده‌اند. این ماده سبک و انعطاف‌پذیر از شبکه‌ای از الیاف پلیمری آب‌گریز تشکیل شده است. پژوهشگران درون این شبکه کپسول‌های بسیار ریز حاوی هیدروکربن تغییر فاز قرار داده‌اند. این ساختار را می‌توان به شکل توده‌هایی شبیه پنبه یا پارچه‌های مسطح تولید کرد.

مکانیزم عملکرد این ماده به تغییرات دما وابسته است. در دماهای پایین، ساختار مولکولی هیدروکربن باعث نزدیک شدن الیاف به یکدیگر می‌شود و گرما را در خود نگه می‌دارد. زمانی که دما به حدود ۲۶٫۲ درجه سانتی‌گراد می‌رسد، ساختار مولکولی تغییر می‌کند و الیاف باز می‌شوند. در نتیجه، گرمای ذخیره‌شده آزاد می‌شود.

پژوهشگران برای ارزیابی عملکرد این فناوری نمونه‌هایی به ابعاد حدود ۱۵ در ۲۰ سانتی‌متر را در آزمایشگاه بررسی کردند. نتایج نشان داد این ماده در محیط‌های مرطوب بخار آب و قطرات آب را جذب نمی‌کند. در مقابل، نمونه‌های پنبه‌ای در شرایط مشابه رطوبت را به‌راحتی جذب کردند.

آزمایش‌های حرارتی نیز عملکرد قابل توجه این پارچه را تأیید کردند. در دمای منفی ۲۵ درجه سانتی‌گراد، دستی که با این ماده پوشانده شده بود به‌مراتب گرم‌تر از دستی باقی ماند که با پارچه پنبه‌ای هم‌ضخامت پوشانده شده بود. این نتیجه نشان می‌دهد که فناوری جدید می‌تواند در شرایط بسیار سرد عملکرد بهتری نسبت به الیاف طبیعی داشته باشد.

دوام بالا نیز یکی دیگر از ویژگی‌های مهم این ماده محسوب می‌شود. پژوهشگران اعلام کردند نمونه‌ها پس از ۲۰ چرخه شست‌وشو همچنان ساختار اولیه خود را حفظ کردند. این ماده هیچ‌گونه ریزش الیاف نشان نداد و حدود ۹۷ درصد از توانایی اولیه خود در حفظ گرما را نگه داشت.

محققان امیدوار هستند این فناوری پس از تکمیل مراحل توسعه و ورود به تولید صنعتی، راه خود را به لباس‌های زمستانی، تجهیزات کوهنوردی، پوشاک ورزشی و سایر محصولات مورد استفاده در هوای سرد باز کند.

نتایج این پژوهش به‌تازگی در نشریه علمی ACS Energy Letters منتشر شده است.