مجلة عالم التكنولوجيا
مجلة تكنولوجية شاملة

مواد تسخن وتبرد الأقمشة الذكية

0 3٬091

أفادت دراسة حديثة نُشرت في المجلة العلمية ACS Applied Energy Materials اختراع الفيلم المادي المكون من أنابيب نانوية كربونية صغيرة واحتواء الأنابيب على مادة رئيسية في تصنيع الملابس تسخنها وتبردها حسب الرغبة تحت اسم (CNT).

وكشف فريق من الباحثين في جامعة ولاية نورث كارولينا، عن نتائج الدراسة وكيف يحتوي فيلم CNT على مزيج من الخصائص الكهربائية والحرارية والمادية القادرة على جعله مرشحًا استثنائيًا للجيل القادم من الأقمشة الذكية.

وقام الباحثون أيضًا بتحسين الخصائص الحرارية والكهربائية لهذه المادة الجديدة، مما ساعدها على الاحتفاظ بالخصائص المرغوبة حتى أثناء تعرضها للهواء لعدة أسابيع. بالإضافة إلى ذلك، تم تحقيق هذه الخصائص من خلال عمليات بسيطة نسبيًا لا تتطلب درجات حرارة عالية بشكل مفرط، وفقًا لما
ذكره موقع phys.org

قال مؤلف مشارك في الدراسة توشار غوش: “يحاول العديد من الباحثين تطوير مادة غير سامة وغير مكلفة، ولكنها في الوقت نفسه فعالة في التسخين والتبريد”. وأضاف:”إن الأنابيب النانوية الكربونية آمنة، إذا تم استخدامها بشكل مناسب، فنحن نستخدم نموذجًا يصادف أنه غير مكلف، نسبيًا، لذلك من المحتمل أن تكون مادة حرارية كهربائية بأسعار معقولة يمكن استخدامها بجوار الجلد”.

قال مؤلف الدراسة الأول كوني تشاترجي، طالب الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا: “نريد دمج هذه المواد في النسيج نفسه وفي الوقت الحالي، يركز البحث في الملابس التي يمكن أن تنظم درجة الحرارة بشكل كبير على دمج المواد الصلبة في الأقمشة، كما أن الأجهزة الكهروحرارية التجارية القابلة للارتداء في السوق ليست مرنة أيضًا.”

ملابس باردة توصل الحرارة والكهرباء

قال “تشاترجي”، لتخفيف تجربة مرتدي الملابس (وليس درجة حرارة الجسم نفسها)، تمتلك CNT خصائص يمكن أن تساعد في ترك الجسم يتعرض إلى مصدر تيار خارجي.

وقام الباحثون بقياس قدرة المادة على توصيل الكهرباء، وكذلك قدرتها على توصيل الطاقة الحرارية، أو القدرة على السماح للحرارة بالمرور عبر المادة.

أظهر جزء كبير من الدراسة أن المادة لها موصلية حرارية منخفضة، مما يعني أن الحرارة لن تنتقل بسهولة إلى مرتديها بعد مغادرة الجسم لتبريده. وهذا يعني أيضًا أن المادة، إذا تم استخدامها في الطقس الدافئ، ستسمح للحرارة بالتحرك في التيار نحو الجسم بدلاً من إعادته إلى الجو المحيط.

ملابس ذكية بدقة حرارية

تمكن فريق البحث أيضًا من قياس الموصلية الحرارية للمادة بدقة كبيرة من خلال التعاون مع “جون ليو” الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء في NC State وهي جامعة أبحاث عامة رائدة تقع في رالي، نورث كارولينا.و استخدموا معًا تصميمًا تجريبيًا فريدًا لأخذ قياسات أكثر دقة للتوصيل الحراري للمادة في الاتجاه الذي يتحرك فيه التيار الكهربائي عبر المادة.

قال ليو، وهو أيضا مؤلف مشارك في الدراسة: “عليك قياس كل خاصية في نفس الاتجاه لتعطيك تقديرًا معقولًا لقدرات المواد”. “لم تكن هذه مهمة سهلة؛ كانت صعبة للغاية، لكننا طورنا طريقة لقياس ذلك، خاصة للأفلام الرقيقة المرنة.”

مع التقدم في علوم المواد وهندسة الطيران، أصبحت الملابس الذكية للمستقبل أكثر قربًا من أي وقت مضى. في وقت من المناسبات الاجتماعية البسيطة، لا يسع المرء إلا أن يتخيل كيف ستعيد الملابس الذكية تشكيل عالم الموضة.

المصدر: interestingengineering: New Flexible Material Could Heat, Cool Fabrics in Smart Clothes

الرابط المختصر :

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.