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Una tela textil única con emisividad de calor autoajustable

TECNOLOGÍA DE INGENIERÍAUna tela textil única con emisividad de calor autoajustable

Se ha creado el primer tejido sensible a la temperatura que puede regular el intercambio de calor de nuestro cuerpo con el medio ambiente.

Nuestro cuerpo absorbe o pierde calor en forma de radiación infrarroja. A temperatura ambiente, alrededor del 40 por ciento de la transferencia cardíaca se produce de esta manera. El cuerpo humano es un radiador y usamos la ropa como un medio para permitir esta regulación tan diferente telas, Atrapan la radiación infrarroja y nos mantienen calientes o frescos regulando la temperatura. Los científicos han deseado durante mucho tiempo desarrollar un tejido que también pudiera liberar esta energía en lugar de solo atraparla, para mantener nuestro cuerpo pasivamente fresco. Sin embargo, textiles no responden a los cambios que se producen en el entorno externo y, por lo tanto, no poseen la capacidad de regular tanto la refrigeración como la calefacción. La única forma en que los seres humanos podemos hacer frente a los cambios de temperatura en el medio ambiente ha sido elegir y usar ropa adecuada.

Un nuevo textil único

Científicos de la Universidad de Maryland, EE. UU., Han creado un tejido innovador que podría regular "automáticamente" la cantidad de calor que pasa a través del cuerpo de una persona de acuerdo con las condiciones climáticas externas. La tela está hecha de un hilo sensible al calor especialmente diseñado (fibra de polímero) cuyas hebras actúan como una "puerta" para que el calor (o radiación infrarroja) se transmita o bloquee. Esta 'puerta' funciona de manera bastante inteligente de una manera única. Cuando el clima exterior es cálido y húmedo, las hebras de la fibra compacta y la fibra se colapsa, lo que permite la apertura del tejido de la tela. Una vez 'abierta', la tela activa el enfriamiento permitiendo que escape el calor que irradia nuestro cuerpo. Esto nos hace sentir más frescos ya que la tela también refleja la luz solar. En cambio, cuando el clima exterior es bastante seco y frío, la fibra se expande y cierra o reduce los espacios para evitar que el calor se escape y haga que la persona se sienta cálida. Por lo tanto, la tela controla dinámicamente la radiación infrarroja en tiempo real en función de las condiciones ambientales externas.

Tecnología detrás de ella

La novedad de la tela se debe a su hilo base, que se compone de dos tipos opuestos de sintéticos disponibles comercialmente. materiales, fibras de celulosa hidrófila y triacetato hidrófobo, que absorben o repelen el agua. Las hebras de la fibra se recubren con un metal conductor (nanotubos de carbono ligeros a base de carbono) mediante un proceso similar al teñido en solución comúnmente utilizado para el teñido industrial de fibras sintéticas. Debido a las propiedades duales, la fibra se deforma cuando se expone a condiciones húmedas como la humedad. El acoplamiento electromagnético entre los nanotubos de carbono dentro del revestimiento se modifica, lo que actúa como un "interruptor regulador". Basado en este cambio en el acoplamiento electromagnético cada vez, la tela bloquea el calor o lo deja pasar. La persona que usa la tela no se da cuenta de esta actividad subyacente, ya que la tela lo hace instantáneamente en menos de un minuto. Detecta los niveles de incomodidad térmica de una persona por sí sola y puede variar la cantidad de calor irradiado en un 35 por ciento a medida que cambia el nivel de humedad debajo de la piel.

En un experimento práctico, el equipo tejió una muestra de 0.5 m2 para mostrar la escalabilidad para la fabricación futura. El cambio en el espaciado de las fibras en condiciones húmedas y secas se capturó en tiempo real mediante microscopía de fluorescencia confocal y una muestra de la tela teñida con fluorescencia. una pequeña muestra de la tela. Observaron que la tela podía lograr un cambio relativo del 35 por ciento en la transmitancia infrarroja. La tela podría cambiar eficientemente del modo de enfriamiento al modo de calefacción en menos de un minuto en todos los experimentos.

¿Es práctico como ropa real?

Se ha creado por primera vez un tejido novedoso que ayuda a que una persona se mantenga abrigada cuando el clima exterior es fresco y seco y fresco cuando el clima es cálido y húmedo. ¡Esto sí que es fascinante! La tela podría tejerse o teñirse y también lavarse de manera similar a otras prendas deportivas. Es probable que se necesite más investigación para hacer que este tejido sea más práctico y útil para el uso diario. Los investigadores esperan colaborar con una unidad de fabricación en un futuro próximo para producir ropa hecha con este tejido novedoso. Este descubrimiento publicado en Ciencias es innovador y prometedor, ya que un tejido de este tipo podría ser beneficioso para los atletas, deportistas, bebés y personas mayores al proporcionarles la comodidad y la sensación de la ropa normal.

***

{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

Zhang XA et al 2019. Compuerta dinámica de radiación infrarroja en un textil. Ciencias. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217

Equipo SCIEU
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