По примеру кальмаров: инновационная ткань позволит шить одежду с регулируемой температурой
Слишком тепло в куртке, но слишком холодно без неё? Бренды спортивной одежды могут похвастаться тканями с регулируемой температурой. Новым шагом на пути к комфорту стал бы текстиль, который можно будет регулировать в соответствии с конкретными личными пожеланиями относительно температуры.
Вдохновлённые свойствами кожи кальмаров, изменяющей цвет, исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине разработали способ производства терморегулирующего материала, дышащего, моющегося и пригодного для сочетания с тканями. Такие материалы называют биоинспирированными композитами, то есть материалами сложного состава, созданными по примеру из живой природы.
Описание технологии опубликовали в журнале APL Bioengineering. Автор статьи Алон Городецкий сообщил, что кожа кальмара состоит из нескольких слоёв, которые взаимодействуют друг с другом для изменения окраски животного и узоров на нём. Некоторые слои содержат особые органы, называемые хроматофорами. Под действием мышц хроматофоры то расширяются, то сжимаются, и тем самым изменяется то, как кожа пропускает и отражает свет в пределах видимого спектра.
Однако кожа кальмара — лишь пример достижений природы, а не строгое руководство к действию. Поэтому изобретатели вместо того, чтобы манипулировать видимым светом, разработали композитный (многокомпонентный) материал, который работает в инфракрасном спектре. А всё потому, что при нагреве организма во время физической нагрузки, будь то, например, быстрая ходьба или бег, люди выделяют часть тепла в виде невидимого инфракрасного излучения. Видимым его делают тепловизионные камеры, или тепловизоры. На иллюстрации ниже — изображение собаки, сделанное через тепловизор.

Изобретённая одежда с функцией терморегуляции реагирует в зависимости от уровня такого излучения, то есть может точно подстраиваться под желаемую владельцем температуру. Материал состоит из полимера, покрытого медными «островками», и при растяжении он разъединяет «островки», тем самым изменяя способ передачи и отражения инфракрасного света. В результате технологическая новинка даёт возможность контролировать температуру одежды.
В своей предыдущей публикации в APL Bioengineering специалисты описали адаптивные инфракрасные свойства своего композитного материала на уровне компьютерной модели. На новом этапе проекта они усовершенствовали материал, сделав его моющимся, дышащим и встроенным в текстиль.
Изобретатели нанесли на композит тонкую плёнку, чтобы его можно было легко стирать, не повреждая. Чтобы сделать композит дышащим, разработчики проделали в нём множество отверстий. Изготовленный материал пропускал воздух и пар, как обычные хлопковые ткани. Затем создатели прикрепили материал к сетчатой основе, чтобы показать простоту интеграции в текстиль.
С помощью инфракрасной спектроскопии исследователи протестировали новинку, включая обогреватель с защитой от перегрева для проверки меняющихся терморегулирующих свойств. Даже с учётом того, на инновационный текстиль были одновременно нанесены тонкие плёнки, проделана в нём перфорация, а затем добавлена обычная ткань, терморегулирующие свойства материала не ухудшились.
— Городецкий.
Кроме того, производственный процесс, который настроили при разработке ткани, обещает прочие перспективы. Воздухопроницаемость, пригодность для стирки и совместимость с обычным текстилем были бы полезны при создании, например, моющейся электроники, тканей с электронными составляющими и трибоэлектрических материалов, поглощающих энергию благодаря возникающему при носке трению.
Вдохновлённые свойствами кожи кальмаров, изменяющей цвет, исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине разработали способ производства терморегулирующего материала, дышащего, моющегося и пригодного для сочетания с тканями. Такие материалы называют биоинспирированными композитами, то есть материалами сложного состава, созданными по примеру из живой природы.
Описание технологии опубликовали в журнале APL Bioengineering. Автор статьи Алон Городецкий сообщил, что кожа кальмара состоит из нескольких слоёв, которые взаимодействуют друг с другом для изменения окраски животного и узоров на нём. Некоторые слои содержат особые органы, называемые хроматофорами. Под действием мышц хроматофоры то расширяются, то сжимаются, и тем самым изменяется то, как кожа пропускает и отражает свет в пределах видимого спектра.
Однако кожа кальмара — лишь пример достижений природы, а не строгое руководство к действию. Поэтому изобретатели вместо того, чтобы манипулировать видимым светом, разработали композитный (многокомпонентный) материал, который работает в инфракрасном спектре. А всё потому, что при нагреве организма во время физической нагрузки, будь то, например, быстрая ходьба или бег, люди выделяют часть тепла в виде невидимого инфракрасного излучения. Видимым его делают тепловизионные камеры, или тепловизоры. На иллюстрации ниже — изображение собаки, сделанное через тепловизор.

Изобретённая одежда с функцией терморегуляции реагирует в зависимости от уровня такого излучения, то есть может точно подстраиваться под желаемую владельцем температуру. Материал состоит из полимера, покрытого медными «островками», и при растяжении он разъединяет «островки», тем самым изменяя способ передачи и отражения инфракрасного света. В результате технологическая новинка даёт возможность контролировать температуру одежды.
В своей предыдущей публикации в APL Bioengineering специалисты описали адаптивные инфракрасные свойства своего композитного материала на уровне компьютерной модели. На новом этапе проекта они усовершенствовали материал, сделав его моющимся, дышащим и встроенным в текстиль.
Изобретатели нанесли на композит тонкую плёнку, чтобы его можно было легко стирать, не повреждая. Чтобы сделать композит дышащим, разработчики проделали в нём множество отверстий. Изготовленный материал пропускал воздух и пар, как обычные хлопковые ткани. Затем создатели прикрепили материал к сетчатой основе, чтобы показать простоту интеграции в текстиль.
С помощью инфракрасной спектроскопии исследователи протестировали новинку, включая обогреватель с защитой от перегрева для проверки меняющихся терморегулирующих свойств. Даже с учётом того, на инновационный текстиль были одновременно нанесены тонкие плёнки, проделана в нём перфорация, а затем добавлена обычная ткань, терморегулирующие свойства материала не ухудшились.
Усовершенствованный композитный материал особенно подойдёт для создания зимней одежды: лыжных курток, термоносков, утеплённых перчаток и зимних шапок
— Городецкий.
Кроме того, производственный процесс, который настроили при разработке ткани, обещает прочие перспективы. Воздухопроницаемость, пригодность для стирки и совместимость с обычным текстилем были бы полезны при создании, например, моющейся электроники, тканей с электронными составляющими и трибоэлектрических материалов, поглощающих энергию благодаря возникающему при носке трению.
- Дмитрий Ладыгин
- youtu.be/OauXCp8l3QI; wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
Радиационная «бомба замедленного действия» обнаружена в Чернобыле: и они до сих пор готова «взрываться»
Новые опыты покажут, каким будет зона отчуждения для следующих поколений...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...
Таинственные траншеи в Австралии помогут открыть скрытые пещеры на Марсе
Равнина, которая 14 миллионов лет без воды, подсказала ученым, как расшифровывать фотографии с Красной планеты...
Шуховскую башню в Москве начали разбирать: почему правнук великого русского инженера против такой «реконструкции»?
Где главный промах московских властей и чем восстановление отличается реконструкции?...