Ученые из Иллинойсского университета (США) создали нанокомпозитный текстильный материал на основе оксида циркония, который объединяет функции пассивного охлаждения и сбора энергии. Статья опубликована в журнале Advanced Science.
В большинстве случаев современные многофункциональные ткани требуют использования сложных активных систем и сборки из множества различных слоев. Американские инженеры решили эту проблему, создав универсальный материал с помощью экструзионной 3D-печати. Полученная ткань обладает диэлектрическими свойствами и высоким показателем преломления света.
Борьба с жарой
Новый текстиль способен отражать до 96% поступающего солнечного излучения. Кроме того, материал обладает высокой излучательной способностью в инфракрасном диапазоне. Это позволяет ему эффективно отводить тепло человеческого тела в окружающую среду в виде инфракрасного излучения.
Испытания под прямыми солнечными лучами показали, что температура под такой тканью держится на 3−6 °С ниже температуры окружающего воздуха.
Источник энергии
Помимо климатического контроля, инновационный материал способен генерировать небольшие объемы электроэнергии — это происходит благодаря трибоэлектрическому эффекту.
Когда человек двигается, ткань трется о кожу, что приводит к накоплению статического заряда. Повторяющиеся механические движения создают электронный импульс, пиковая плотность мощности которого достигает 47 милливатт на кв. м. Лабораторные тесты подтвердили, что материал сохраняет стабильную электрическую отдачу на протяжении более чем 30 тыс. рабочих циклов.
Этого количества энергии недостаточно для зарядки смартфона, однако ток может служить сигналом для интегрированных датчиков. Электрический импульс показывает, когда владелец начинает движение и насколько активно он это делает. В качестве эксперимента разработчики соединили свою ткань с токопроводящим нижним слоем.
В состоянии покоя система обеспечивала пассивное охлаждение. Как только человек начинал двигаться, генерируемое электричество подавало сигнал на включение подогрева нижнего слоя. Специалисты отмечают, что подобный принцип можно использовать в самых разных сферах, например, для создания пижам со встроенной сигнализацией, реагирующей на беспокойный сон.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России разработали блоки для биопечати тканей вокруг зуба.