Nguo ya kwanza isiyo na joto imeundwa ambayo inaweza kudhibiti mwili wetu joto kubadilishana na mazingira
Mwili wetu huchukua au kupoteza joto kwa namna ya mionzi ya infrared. Katika joto la kawaida karibu asilimia 40 ya uhamisho wa moyo hutokea kwa namna hii. Binadamu mwili ni kidhibiti na tunatumia nguo kama njia ya kuwezesha udhibiti huu kwani vitambaa tofauti hunasa mionzi ya infrared na kutuweka joto au baridi kwa kudhibiti halijoto. Wanasayansi wametamani kwa muda mrefu sana kutengeneza kitambaa ambacho kinaweza pia kutoa nishati hii badala ya kuitega tu, ili kuweka mwili wetu kuwa wa utulivu. Walakini, nguo hazijibu mabadiliko yanayotokea kwa nje mazingira na hivyo hawana uwezo wa kudhibiti upoezaji na joto. Njia pekee ya sisi wanadamu kukabiliana na mabadiliko ya joto katika mazingira imekuwa kuchagua na kuvaa mavazi yanayofaa.
Nguo mpya ya kipekee
Wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Maryland, Marekani wameunda kitambaa kibunifu ambacho kinaweza 'otomatiki' kudhibiti kiwango cha joto kinachopita kwenye mwili wa mtu kulingana na hali ya hewa ya nje. Kitambaa kimeundwa kwa uzi maalum unaoathiri joto (nyuzi za polima) ambazo nyuzi zake hufanya kama 'lango' la joto (au mionzi ya infrared) kusambaza au kuzuia. 'Lango' hili hufanya kazi kwa akili kabisa kwa njia ya kipekee sana. Wakati wa nje hali ya hewa ni moto na unyevunyevu, nyuzi za nyuzinyuzi na nyuzinyuzi huporomoka, ambayo inaruhusu kufuma kwa kitambaa. Baada ya 'kufunguliwa', kitambaa huwasha upoaji kwa kuruhusu joto linalotoka kwenye miili yetu kutoroka. Hii hutufanya tuhisi baridi zaidi kwani kitambaa pia huakisi mwanga wa jua. Kinyume chake, hali ya hewa ya nje inapokuwa kavu na baridi, nyuzinyuzi hupanuka na kuziba au kupunguza mapengo ili kuzuia joto lisitoke na kumfanya mtu ahisi joto. Kwa hivyo, kitambaa hufunga mionzi ya infrared kwa wakati halisi kulingana na hali ya nje ya mazingira.
Teknolojia nyuma yake
Uzuri wa kitambaa hicho ni kwa sababu ya uzi wake wa msingi ambao umeundwa na aina mbili tofauti za syntetisk zinazopatikana kibiashara. vifaa vya, selulosi haidrofili na nyuzinyuzi za triacetate za haidrofobi, ambazo hufyonza au kufukuza maji. Nyuzi za nyuzi zilizopakwa kwa chuma chenye conductive - nanotubes za kaboni nyepesi nyepesi - kwa mchakato sawa na upakaji rangi wa myeyusho unaotumika sana kutia rangi viwandani wa nyuzi za sintetiki. Kwa sababu ya sifa mbili nyuzinyuzi hupindana inapoangaziwa na hali ya unyevunyevu kama vile unyevunyevu. Kiunganishi cha sumakuumeme kati ya nanotubes za kaboni ndani ya mipako hurekebishwa ambayo hufanya kama 'kubadilisha-kudhibiti'. Kulingana na badiliko hili la uunganishaji wa sumakuumeme kila wakati, kitambaa huzuia joto au huiruhusu kupita. Mtu aliyevaa kitambaa hatambui shughuli hii ya msingi kwani kitambaa hufanya hivi papo hapo kwa chini ya dakika moja. Huhisi viwango vya usumbufu wa joto kwa mtu peke yake na inaweza kubadilisha kiwango cha mionzi ya joto kwa asilimia 35 kadri kiwango cha unyevu chini ya ngozi ya mtu kinavyobadilika.
Katika jaribio la vitendo, timu iliunganisha swatch ya 0.5 m2 ili kuonyesha uwezekano wa utengenezaji wa siku zijazo. Mabadiliko ya nafasi ya nyuzi katika hali ya unyevunyevu na ukame yalinaswa kwa wakati halisi kwa kutumia hadubini ya fluorescence ya confocal na swichi iliyotiwa rangi ya fluorescent ya kitambaa. Ili kutathmini utendakazi wa nyuzi, walitumia spectrometa ya IR inayobadilisha-Fourier iliyounganishwa kwenye chumba cha mazingira chenye unyevunyevu. swatch ndogo ya kitambaa. Waliona kuwa kitambaa kinaweza kufikia mabadiliko ya jamaa ya asilimia 35 katika upitishaji wa infrared. Kitambaa kinaweza kubadili vizuri kutoka kwa hali ya kupoeza hadi kwenye hali ya kuongeza joto kwa chini ya dakika moja katika majaribio yote.
Je, ni ya vitendo kama mavazi halisi?
Kitambaa cha riwaya kimeundwa kwa mara ya kwanza ambacho husaidia kumfanya mtu awe na joto wakati hali ya hewa ya nje ni baridi na kavu na baridi wakati hali ya hewa ni ya joto na ya unyevu. Hii inavutia kweli! Kitambaa kinaweza kuunganishwa au kupakwa rangi na pia kuoshwa kwa njia sawa na mavazi mengine ya michezo. Utafiti zaidi unaweza kuhitajika ili kufanya kitambaa hiki kuwa cha vitendo zaidi na muhimu kwa matumizi ya kila siku. Watafiti wanatarajia kushirikiana na kitengo cha utengenezaji katika siku za usoni ili kutengeneza nguo zilizotengenezwa kutoka kwa kitambaa hiki kipya. Ugunduzi huu ulichapishwa katika Bilim ni ya kiubunifu na ya kuahidi kwani kitambaa kama hicho kinaweza kuwa na manufaa kwa wanariadha, wanamichezo, watoto wachanga na wazee kwa kuwapa faraja na hisia ya mavazi ya kawaida.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Zhang XA et al 2019. Upenyezaji mkali wa mionzi ya infrared katika nguo. Bilim. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
