Написано AZoNano [1945900

Новое исследование двумерного (2D) материала графена позволило исследователям создать умную адаптивную одежду, которая может понизить температуру тела пользователя в жарком климате.

Команда ученых из Национального института графена Манчестерского университета создала прототип одежды для демонстрации динамического контроля теплового излучения в предмете одежды, используя замечательные тепловые свойства и гибкость графена. Разработка также открывает двери для новых приложений, таких как интерактивные инфракрасные дисплеи и скрытая инфракрасная связь на текстиле.

Человеческое тело излучает энергию в форме электромагнитных волн в инфракрасном спектре (известный как излучение черного тела). В жарком климате желательно использовать в полной мере инфракрасное излучение, чтобы снизить температуру тела, чего можно добиться с помощью прозрачного для инфракрасного излучения текстиля.

Что касается противоположного случая, инфракрасные блокирующие крышки идеально подходят для минимизации потерь энергии от тела. Чрезвычайные одеяла являются распространенным примером, используемым для лечения крайних случаев колебаний температуры тела.

Совместная команда ученых продемонстрировала динамический переход между двумя противоположными состояниями, электрически настраивая излучательную способность инфракрасного излучения (способность излучать энергию) слоев графена, интегрированных в текстиль.

Графен толщиной в один атом впервые был выделен и исследован в 2004 году в Манчестерском университете. Его потенциальное использование огромно, и исследования уже привели к скачкам в коммерческих продуктах, включая; аккумуляторы, мобильные телефоны, спортивные товары и автомобили.

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nano Letters демонстрирует, что технология интеллектуального оптического текстиля может изменить его тепловую видимость. Технология использует графеновые слои для контроля теплового излучения от текстильных поверхностей.

Профессор Coskun Kocabas, который руководил исследованием, сказал: «Способность контролировать тепловое излучение является ключевой необходимостью для нескольких критических применений, таких как управление температурой тела в условиях чрезмерного температурного климата. Тепловые одеяла являются распространенным примером, используемым для этого. цель. Однако поддержание этих функциональных возможностей по мере того, как окружающая среда нагревается или охлаждается, было выдающейся проблемой. "

Проф. Кокабас добавил: «Успешная демонстрация модуляции оптических свойств на различных формах текстиля может усилить повсеместное использование волокнистых архитектур и дать возможность использовать новые технологии, работающие в инфракрасном и других областях электромагнитного спектра, для применений, включая текстильные дисплеи. , связь, адаптивные скафандры и мода ".

Это исследование было основано на предыдущих исследованиях той же группы, в которых использовался графен для создания теплового камуфляжа, который обманул бы инфракрасные камеры. Новое исследование также может быть интегрировано в существующие массовые текстильные материалы, такие как хлопок. Чтобы продемонстрировать, команда разработала прототип продукта в футболке, позволяющей владельцу проецировать закодированные сообщения, невидимые невооруженным глазом, но читаемые инфракрасными камерами.

«Мы полагаем, что наши результаты своевременно показывают возможность превращения исключительных оптических свойств графена в новые передовые технологии. Демонстрируемые возможности не могут быть достигнуты с обычными материалами».

«Следующим шагом в этой области исследований является удовлетворение потребности в динамическом тепловом управлении орбитальных спутников Земли. Спутники на орбите испытывают превышение температуры, когда они обращены к Солнцу, и они замерзают в тени Земли. Наши технология может обеспечить динамическое управление тепловыми режимами спутников путем контроля теплового излучения и регулирования температуры спутников по требованию ». сказал Кокабас.

Профессор сэр Костя Новоселов также принимал участие в исследовании: «Это прекрасный эффект, свойственный уникальной ленточной структуре графена. Действительно интересно видеть, что такие эффекты порождают высокотехнологичные приложения». он сказал.

Усовершенствованные материалы – это один из маяков исследований Манчестерского университета – примеры новаторских открытий, междисциплинарного сотрудничества и межотраслевых партнерских отношений, которые решают некоторые из самых больших вопросов, стоящих перед планетой. #ResearchBeacons