Одежда начала сама себя охлаждать и вырабатывать электричество при движении

Учёные создали текстиль, который на солнце охлаждается на 3-6 °C ниже температуры воздуха и одновременно получает электрический сигнал от движений человека. Материал способен использовать этот сигнал для управления температурой одежды, а его изготовление не требует сборки нескольких функциональных слоёв. Разработку представили исследователи Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне.

Основой ткани стал нанокомпозит с оксидом циркония (ZrO₂), сформированный методом прямой печати чернилами. Материал отражает 96% падающего солнечного излучения и имеет излучательную способность 97% в среднем инфракрасном диапазоне, благодаря чему отводит тепло от поверхности одежды. В испытаниях под прямыми солнечными лучами температура напечатанного текстиля была на 3-6 °C ниже окружающего воздуха — разница заметна уже при изменении температуры примерно на 1 °C.

При движении человека материал работает ещё и как трибоэлектрический генератор: контакт и разделение поверхностей создают электрический импульс, по которому можно определить движение и его интенсивность. Пиковая плотность мощности достигла 47 мВт/м², а стабильный электрический выход сохранялся после более 30 000 циклов. Этой мощности недостаточно для зарядки смартфона, зато сигнал можно использовать для датчиков и маломощной носимой электроники.

Исследователи также показали вариант адаптивной одежды, в котором сигнал от движения запускает нагревательный слой. При этом сам нанокомпозит тепло не вырабатывает: для нагрева потребовались отдельные проводящий текстиль, источник постоянного тока, реле и микроконтроллер Arduino. Разработка опубликована в журнале Advanced Science и рассматривается как основа для гибких носимых систем, способных объединять охлаждение, распознавание движений и управление температурой в одном печатном материале.

Источник: Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне