Ткань, которая знает, что вам нужно: китайские ученые нашли способ создать терморегулирующую одежду

Одна из главных задач человечества — обеспечить комфортное существование в любых климатических условиях. Однако большинство существующих способов нагрева или охлаждения тела требуют дополнительных источников энергии, которые не всегда доступны или эффективны. К тому же, они часто бывают громоздкими и неудобными для ношения.

Но что, если бы можно было создать одежду, которая сама бы регулировала температуру тела в зависимости от окружающей среды? И что, если бы для этого не нужно было подключать никаких проводов или батареек, а достаточно было бы использовать солнечный свет?

Такая одежда не только обеспечила бы комфорт, но и могла бы способствовать снижению потребления энергии и уменьшению выбросов парниковых газов. Кроме того, она могла бы быть полезна для людей, работающих в экстремальных условиях.

Звучит как фантастика? Но это уже реальность. Китайские ученые из Нанькайского университета разработали метаткань на основе микрофибры, которая может нагревать или охлаждать тело в течение всего дня, используя солнечную энергию. Их исследование было опубликовано в журнале Science.

Как работает метаткань?

Метаткань — это ткань, которая имеет особые свойства, не свойственные обычным тканям. В данном случае, метаткань состоит из двух слоев: органического фотоэлектрического модуля и двунаправленного электрокалорического устройства.

Органический фотоэлектрический модуль — это гибкий солнечный элемент, который преобразует солнечный свет в электричество. Это электричество питает двунаправленное электрокалорическое устройство, которое может менять свою температуру под воздействием электричества.

Электрокалорический эффект — это явление, при котором материал изменяет свою температуру при приложении или снятии электричества. Это обратный процесс пьезоэлектрического эффекта, при котором материал вырабатывает электричество при деформации.

Двунаправленное электрокалорическое устройство — это устройство, которое может работать в двух режимах: нагрева и охлаждения. В режиме нагрева, электричество прикладывается к материалу, заставляя его нагреться. В режиме охлаждения, электричество снимается с материала, заставляя его охладиться.

Таким образом, метаткань может адаптироваться к изменению окружающей температуры, переключаясь между режимами нагрева и охлаждения. При этом, она не требует дополнительных источников энергии, кроме солнечного света, и имеет гибкую и легкую структуру, которая позволяет интегрировать ее в обычную одежду.

Какие результаты показала метаткань?

Китайские ученые провели ряд экспериментов, чтобы проверить эффективность и безопасность метаткани. Они измеряли температуру кожи человека, одетого в одежду с метатканью, в разных условиях: в жаркой и холодной среде, в темноте и на солнце, в спокойном и активном состоянии.

Результаты были впечатляющими. Метаткань смогла обеспечить 10,1К охлаждения кожи в жаркой среде и 3,2К нагрева в холодной среде. При этом, она поддерживала температуру кожи в термическом диапазоне от 32,0°C до 36,0°C, даже при изменении окружающей температуры от 12,5°C до 37,6°C. Это означает, что метаткань может создавать условия, близкие к температуре человеческого тела, которая считается оптимальной для здоровья и комфорта.

Кроме того, метаткань быстро реагировала на изменение окружающей температуры, переключаясь между режимами нагрева и охлаждения в течение нескольких секунд. Она также не вызывала никаких побочных эффектов, таких как раздражение кожи, перегрев или переохлаждение.