स्वयं-समायोजित उष्णता उत्सर्जनक्षमतेसह एक अद्वितीय टेक्सटाईल फॅब्रिक

पहिले तापमान-संवेदनशील कापड तयार केले गेले आहे जे आपल्या शरीराचे नियमन करू शकते उष्णता सह देवाणघेवाण पर्यावरण

आपले शरीर शोषून घेते किंवा गमावते उष्णता इन्फ्रारेड रेडिएशनच्या स्वरूपात. खोलीच्या तपमानावर सुमारे 40 टक्के हृदय हस्तांतरण अशा प्रकारे होते. मानवी शरीर हे रेडिएटर आहे आणि आम्ही हे नियमन सक्षम करण्यासाठी कपडे वापरतो कारण भिन्न फॅब्रिक्स इन्फ्रारेड रेडिएशन अडकतात आणि तापमान नियंत्रित करून आम्हाला उबदार किंवा थंड ठेवतात. शास्त्रज्ञांनी फार पूर्वीपासून एक फॅब्रिक विकसित करण्याची इच्छा बाळगली आहे जी ही ऊर्जा केवळ अडकवण्याऐवजी सोडू शकेल, जेणेकरून आपले शरीर निष्क्रियपणे थंड ठेवता येईल. तथापि, कापड बाह्य बदलांना प्रतिसाद देत नाही पर्यावरण आणि त्यामुळे त्यांच्याकडे कूलिंग आणि हीटिंग या दोन्हीचे नियमन करण्याची क्षमता नसते. वातावरणातील तापमानातील बदलाचा सामना करण्याचा आम्हा मानवांसाठी एकमेव मार्ग म्हणजे योग्य कपडे निवडणे आणि परिधान करणे.

एक नवीन अद्वितीय कापड

युनिव्हर्सिटी ऑफ मेरीलँड, यूएसए मधील शास्त्रज्ञांनी एक नाविन्यपूर्ण फॅब्रिक तयार केले आहे जे बाह्य हवामानाच्या परिस्थितीनुसार एखाद्या व्यक्तीच्या शरीरातून जाणाऱ्या उष्णतेचे प्रमाण 'स्वयंचलितपणे' नियंत्रित करू शकते. हे फॅब्रिक खास इंजिनिअर केलेल्या उष्णतेच्या संवेदनशील धाग्याचे (पॉलिमर फायबर) बनलेले असते ज्याचे पट्टे उष्णता (किंवा इन्फ्रारेड रेडिएशन) प्रसारित करण्यासाठी किंवा ब्लॉक करण्यासाठी 'गेट' म्हणून काम करतात. हे 'गेट' अतिशय हुशारीने अतिशय अनोख्या पद्धतीने काम करते. जेव्हा बाहेर हवामान गरम आणि दमट आहे, फायबरकॉम्पॅक्टचे स्ट्रँड आणि फायबर कोसळतात ज्यामुळे फॅब्रिक विणणे उघडता येते. एकदा 'ओपन' झाल्यावर, फॅब्रिक आपल्या शरीरातून निघणारी उष्णता बाहेर पडू देऊन थंड होण्यास सक्रिय करते. फॅब्रिक सूर्यप्रकाश देखील परावर्तित करते म्हणून यामुळे आपल्याला थंड वाटते. याउलट, जेव्हा बाहेरचे हवामान कोरडे आणि थंड असते, तेव्हा फायबर वाढतो आणि बंद करतो किंवा अंतर कमी करतो ज्यामुळे उष्णता बाहेर पडू नये म्हणून व्यक्तीला उबदार वाटते. तर, फॅब्रिक बाहेरील पर्यावरणीय परिस्थितीवर आधारित रिअल टाइममध्ये इन्फ्रारेड रेडिएशनला गतीशीलपणे प्रवेश करते.

त्यामागे तंत्रज्ञान

फॅब्रिकची नवीनता त्याच्या बेस धाग्यामुळे आहे जी दोन विरुद्ध प्रकारच्या व्यावसायिकरित्या उपलब्ध सिंथेटिकपासून बनलेली आहे. साहित्य, हायड्रोफिलिक सेल्युलोज आणि हायड्रोफोबिक ट्रायसिटेट तंतू, जे एकतर पाणी शोषून घेतात किंवा दूर करतात. सिंथेटिक तंतूंच्या औद्योगिक रंगासाठी वापरल्या जाणार्‍या सोल्युशन डाईंग सारख्या प्रक्रियेद्वारे - फायब्रेअरच्या स्ट्रँडवर प्रवाहकीय धातू - कार्बन-आधारित हलक्या वजनाच्या कार्बन नॅनोट्यूबसह लेपित केले जाते. दुहेरी गुणधर्मांमुळे फायबर जेव्हा आर्द्रतेसारख्या ओलसर स्थितीच्या संपर्कात येते तेव्हा ते वापते. कोटिंगच्या आत कार्बन नॅनोट्यूबमधील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कपलिंग सुधारित होते जे 'रेग्युलेटिंग-स्विच' सारखे कार्य करते. प्रत्येक वेळी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कपलिंगमधील या बदलाच्या आधारे, फॅब्रिक एकतर उष्णता अवरोधित करते किंवा त्यातून जाऊ देते. फॅब्रिक परिधान केलेल्या व्यक्तीला ही अंतर्निहित क्रिया लक्षात येत नाही कारण फॅब्रिक हे एका मिनिटाच्या आत त्वरित करते. हे एखाद्या व्यक्तीच्या थर्मल अस्वस्थतेची पातळी स्वतःच ओळखते आणि एखाद्याच्या त्वचेखालील आर्द्रतेची पातळी बदलल्यामुळे उष्णतेचे प्रमाण 35 टक्क्यांनी बदलू शकते.

प्रायोगिक प्रयोगात, संघाने भविष्यातील उत्पादनासाठी स्केलेबिलिटी दर्शविण्यासाठी 0.5 मीटर 2 आकाराचे नमुने विणले. दमट आणि कोरड्या स्थितीत फायबरच्या अंतरातील बदल हे कॉन्फोकल फ्लूरोसेन्स मायक्रोस्कोपी आणि फॅब्रिकच्या फ्लोरोसेंटली रंगीत स्वॅचचा वापर करून रिअल टाइममध्ये कॅप्चर केले गेले. फायबर कार्यप्रदर्शन मोजण्यासाठी, त्यांनी आर्द्रता-विविध पर्यावरणीय कक्ष असलेल्या फूरियर-ट्रान्सफॉर्म IR स्पेक्ट्रोमीटरचा वापर केला. फॅब्रिकचा एक लहान आकार. त्यांनी निरीक्षण केले की फॅब्रिक इन्फ्रारेड ट्रान्समिटन्समध्ये 35-टक्के सापेक्ष बदल करू शकते. सर्व प्रयोगांमध्ये फॅब्रिक एका मिनिटाच्या आत कूलिंग ते हीटिंग मोडवर कार्यक्षमतेने स्विच करू शकते.

हे वास्तविक कपडे म्हणून व्यावहारिक आहे का?

एक नवीन फॅब्रिक प्रथमच तयार केले गेले आहे जे बाहेरील हवामान थंड आणि कोरडे आणि जेव्हा हवामान उष्ण आणि दमट असते तेव्हा एखाद्या व्यक्तीला उबदार राहण्यास मदत होते. हे खरोखर आकर्षक आहे! फॅब्रिक विणलेले किंवा रंगविले जाऊ शकते आणि इतर स्पोर्ट्सवेअर प्रमाणेच धुतले जाऊ शकते. हे फॅब्रिक अधिक व्यावहारिक आणि रोजच्या वापरासाठी उपयुक्त बनवण्यासाठी अधिक संशोधनाची गरज आहे. संशोधकांना आशा आहे की नजीकच्या भविष्यात या नवीन फॅब्रिकपासून बनवलेल्या कपड्यांचे उत्पादन करण्यासाठी उत्पादन युनिटशी सहकार्य करावे. हा शोध मध्ये प्रकाशित झाला विज्ञान नाविन्यपूर्ण आणि आश्वासक आहे कारण असे फॅब्रिक ऍथलीट, खेळाडू, लहान मुले आणि वृद्ध लोकांसाठी फायदेशीर ठरू शकते आणि त्यांना सामान्य कपड्यांचा आराम आणि अनुभव प्रदान करते.

***

{उद्धृत स्रोतांच्या सूचीमध्ये खाली दिलेल्या DOI लिंकवर क्लिक करून तुम्ही मूळ शोधनिबंध वाचू शकता}

स्त्रोत

झांग XA et al 2019. टेक्सटाईलमध्ये इन्फ्रारेड रेडिएशनचे डायनॅमिक गेटिंग. विज्ञान. ५(१०).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217