Naukowcy z Narodowego Instytutu Grafenu z Uniwersytetu w Manchesterze stworzyli prototypowe inteligentne tkaniny, które mogą obniżyć temperaturę ciała. Ludzki organizm emituje energię w postaci fal elektromagnetycznych w spektrum podczerwieni. W cieplejszym klimacie promieniowanie podczerwone można wykorzystać tak, aby obniżyć temperaturę ciała, za pomocą tkanin przezroczystych w podczerwieni. Z kolei osłony blokujące podczerwień pozwalają zminimalizować straty energii z ciała.

– Zdolność kontrolowania promieniowania cieplnego jest kluczową koniecznością w kilku krytycznych zastosowaniach, takich jak zarządzanie ciepłotą ciała w warunkach zwiększonej temperatury. Koce termiczne są powszechnym przykładem stosowanym do tego celu. Jednak utrzymanie tych funkcji w miarę nagrzewania się lub stygnięcia otoczenia było wyjątkowym wyzwaniem – tłumaczy kierujący badaniami prof. Coskun Kocabas z Narodowego Instytutu Grafenu na Uniwersytecie w Manchesterze.

Technologia wykorzystuje warstwy grafenu do kontroli promieniowania cieplnego z powierzchni tekstylnych. Naukowcom z Manchesteru udało się elektrycznie dostroić emisyjność w podczerwieni, czyli zdolność do emitowania energii, warstw grafenu zintegrowanych z tekstyliami. Wykorzystali tę technologię w koszulce, która pozwoliła użytkownikowi wyświetlać zakodowane wiadomości, odczytywane tylko przez kamery na podczerwień. Jak jednak przekonują naukowcy, zastosowanie technologii jest znacznie szersze.

– Udana demonstracja modulacji właściwości optycznych na różnych materiałach pozwoli wykorzystać wszechstronne zastosowanie struktur włóknistych i umożliwić wykorzystanie nowych technologii działających w podczerwieni i innych obszarach spektrum elektromagnetycznego do szerokiego wachlarza zastosowań, w tym wyświetlaczy tekstylnych, komunikacji, adaptacyjnych kombinezonów kosmicznych i mody – wymienia prof. Kocabas.

O właściwościach grafenu mówi się już od dawna, także w kontekście przemysłu odzieżowego. W  Korei Południowej stworzono odzież z grafenu, która działa jak czujnik gazu. Opracowano już także kurtki narciarskie, które pozwalają zachować odpowiednią temperaturę użytkownikowi. Materiał ten jest też ognio- i wodoodporny. Teoretycznie odzież grafenowa może pewnego dnia uczynić ludzi kuloodpornymi, a materiał ma zdolność do magazynowania nieskończonych ilości energii cieplnej. Przewodzi również prąd, odpycha bakterie, rozprasza nadmiar wilgoci w ciele. Możliwości jego zastosowania jest nieskończenie wiele.

– Nasze badania pokazują możliwość przekształcenia wyjątkowych właściwości optycznych grafenu w nowatorskie technologie wspomagające. Wykazanych możliwości nie można osiągnąć w przypadku konwencjonalnych materiałów – przekonuje badacz z Narodowego Instytutu Grafenu.

Kontrola promieniowania cieplnego grafenu może znaleźć zastosowanie m.in. w kosmosie. Nie tylko przy tworzeniu skafandrów dla kosmonautów, lecz także do regulacji temperatury satelitów.

– Kolejnym wyzwaniem w tym obszarze badań jest potrzeba dynamicznego zarządzania temperaturą satelitów krążących wokół Ziemi. Satelity na orbicie doświadczają przekroczenia temperatury, gdy są zwrócone w stronę Słońca, i zamarzają w cieniu Ziemi. Nasza technologia umożliwi dynamiczne zarządzanie temperaturą satelitów poprzez kontrolowanie promieniowania cieplnego i regulację temperatury satelity na żądanie – wyjaśnia prof. Coskun Kocabas.

Źródło: Newseria