Китайские ученые решили эту проблему: они создали ультралегкий синтетический волокнистый материал, который по всем своим характеристикам напоминает хлопчатобумажную ткань, но при этом отталкивает воду. Прототип ткани превзошел обычный хлопок как в сохранении тепла на холоде, так и в отведении тепла при комнатной температуре.
«Вдохновившись пушистой структурой хлопка, мы создали новый материал — ультралегкий и гибкий. Он сохраняет тепло лучше, чем хлопок или коммерческие синтетические утеплители на холоде, при этом эффективно предотвращает перегрев при комнатной температуре», — говорит соавтор разработки Цюань Ши.
Для того, чтобы повысить способность натуральных волокон регулировать тепло в условиях экстремального холода, ученые ранее предлагали покрывать их веществами с фазовым переходом. Эти вещества затвердевают и плавятся при изменении температуры воздуха, соответственно удерживая или высвобождая тепло. Однако существующие покрытия с фазовым переходом делают ткани жесткими или просачиваются и пачкают одежду. Поэтому Шихуэй Чжан, Чжихуа Чжан, Ши и их коллеги интегрировали материал с фазовым переходом в синтетические волокна, разработанные для имитации мягкой структуры хлопка.
Ученые создали сеть полимерных волокон, усеянных микроскопическими капсулами углеводорода с фазовым переходом. Материал получился очень легким и его можно было формировать в шарики, напоминающие ватные или же делать из него привычное нам тканевое полотно.
Для испытаний ученые сделали из нового материала образцы размером примерно 15×50 см. В условиях высокой влажности и при попадании капель воды образцы не впитывали влагу, тогда как обычный хлопок быстро намокал. При этом синтетическое «полотно» оставалось гибким и прочным даже после многократного сгибания.
Но самое интересное — то, как новый материал сохраняет тепло. При понижении температуры микрокапсулы затвердевают и выделяют накопленное тепло, при повышении — плавятся и начинают его поглощать. В экспериментах рука, завернутая в новый материал, при −25 °C оставалась ощутимо теплее, чем рука в хлопковой ткани той же толщины. А при комнатной температуре новое волокно немного эффективнее пропускало тепло наружу, чем традиционный хлопок, снижая риск перегрева.
Долговечность тоже оказалась на уровне. После 20 стирок образцы не осыпались, восстанавливали объем и сохраняли около 97% своей способности удерживать тепло.
По мнению авторов, инновационный материал — пушистый, но водоотталкивающий и с эффективной терморегуляцией — можно использовать для изготовления одежды и снаряжения для экстремального холода, спортивной экипировки и, возможно, повседневной верхней одежды, в которой можно будет одновременно не мерзнуть на улице и не перегреваться в помещении.
Ранее ученые объяснили, почему старые кухонные полотенца сушат посуду лучше новых.
Источник: hi-tech.mail.ru