Cercetătorii au creat un nou tip de material textil cu „schimbare de fază”. Țesătura absoarbe sau elimină căldura corpului

• O echipă de cercetători din China arată acum că tehnicile de imprimare 3-D pot produce o țesătură cu schimbare de fază puternică – care ascunde și alte trucuri în mânecă.
• Această nouă țesătură nu numai că ajută la reglarea temperaturilor, ci și conduce electricitatea. Ea rezistă chiar și la undele radio utilizate în Wi-Fi.
• Pânza cu schimbare de fază funcționează prin deplasarea căldurii. Echipa chineză a prins un polimer cu schimbare de fază în interiorul țesăturii. Acesta trece de la o formă cristalină la una necristalină. Devenind un cristal care absoarbe – sau elimină – căldura corpului.

O echipă de cercetători din China arată acum că tehnicile de imprimare 3-D pot produce o țesătură cu schimbare de fază puternică – care ascunde și alte trucuri în mânecă.

Imaginați-vă dacă aceeași jachetă care vă încălzește în zilele reci v-ar răcori și în cele călduroase. Țesăturile cu proprietăți de „schimbare de fază” pot face acest lucru, scrie ScienceNews for Students.

Această nouă țesătură nu numai că ajută la reglarea temperaturilor, ci și conduce electricitatea. Ea rezistă chiar și la undele radio utilizate în Wi-Fi.

Pânza cu schimbare de fază funcționează prin deplasarea căldurii. Echipa chineză a prins un polimer cu schimbare de fază în interiorul țesăturii. Acesta trece de la o formă cristalină la una necristalină. Devenind un cristal care absoarbe – sau elimină – căldura corpului.

Dar această căldură nu dispare. Țesătura o stochează. Iar polimerul va elibera această căldură atunci când se va transforma din nou într-o formă necristalină.

Din ce este făcut materialul

Noua țesătură conține un amestec inedit de ingrediente. Prin dezvoltarea acesteia, spune Yongyi Zhang, „am demonstrat pentru prima dată o strategie de imprimare 3-D scalabilă și controlabilă”. Zhang studiază nanotehnologia la Academia Chineză de Științe din Suzhou.

Echipa sa și-a descris țesătura inovatoare în numărul din 31 ianuarie al revistei ACS Applied Materials & Interfaces.

Aceștia au imprimat țesătura în 3-D folosind o „cerneală” realizată dintr-un amestec de noul polimer și nanotuburi de carbon. Difracția razelor X – un instrument de imagistică care dezvăluie aranjamentul moleculelor individuale – arată că polimerii trec de la faza necristalină dezordonată la temperaturi ridicate la o fază cristalină ordonată atunci când sunt mai reci. Această schimbare de fază are loc între 40º și 55º Celsius (104º și 131º Fahrenheit).

Totodată, schimbarea rețetei chimice a polimerului ar putea permite schimbarea fazelor la temperaturi diferite.

Noul material s-a comportat bine, spune Zhang – mai bine decât se aștepta echipa sa. Chiar și după ce a fost pliată de 2.000 de ori, a funcționat așa cum a fost proiectată.

Dar Granados-Focil de la Universitatea Clark subliniază că echipa nu a făcut niciodată o comparație laterală a durabilității țesăturii cu și fără componenta de schimbare de fază. El ar dori să vadă o astfel de comparație.

Echipa chineză a adăugat nanotuburi la țesătură pentru a o ajuta să conducă electricitatea. Nanotuburile accelerează, de asemenea, capacitatea țesăturii de a deplasa căldura, explică Zhang. Un beneficiu suplimentar, notează el, este faptul că micile tuburi adaugă „rezistență la radiații”.

Acest atribut ar putea adăuga atractivitate pentru aplicații de tip militar sau de apărare.

Utilitatea materialului a fost pusă sub semnul întrebării

Byron Jones, inginer mecanic la Universitatea de Stat din Kansas din Manhattan, crede că designerii de modă obișnuiți nu ar avea nevoie sau nu ar fi interesați de astfel de aplicații. Dar, cu ani în urmă, el a lucrat cu companii care au încercat efectiv să dezvolte țesături cu schimbare de fază pentru uz zilnic.

„Părerea mea personală”, spune el, „este că materialele cu schimbare de fază în îmbrăcămintea de zi cu zi reprezintă mai mult o publicitate de marketing decât un impact util”.

Totuși, Jones vede câteva posibile utilizări. S-ar putea dovedi util într-o situație în care ai nevoie doar de „câteva minute” de capacitate de încălzire sau răcire. „Apoi te întorci înapoi într-un mediu în care materialul cu schimbare de fază este reîncărcat” – revenind la starea sa de absorbție sau de evacuare a căldurii.