Ein physikalischer Film aus winzigen Kohlenstoffnanoröhren CNT könnte laut a ein Schlüsselmaterial bei der Herstellung von Kleidung sein, die den menschlichen Träger nach Belieben erwärmt und kühlt. aktuelle Studie veröffentlicht in ACS Applied Energy Materials .
VERBINDUNG: Intelligente Kleidung ist die Zukunft der tragbaren Industrie
Kohlenstoff-Nanoröhren-Film könnte sich erwärmen, intelligente Kleidung kühlen
Aus einem Forscherteam der North Carolina State University geht hervor, dass ein CNT-Film eine Kombination aus elektrischen, thermischen und physikalischen Eigenschaften enthält, die einen außergewöhnlichen Kandidaten für die nächste Generation intelligenter Stoffe darstellen können.
Die Forscher optimierten auch die thermischen und elektrischen Eigenschaften dieses neuen Materials, wodurch es die gewünschten Eigenschaften beibehielt, selbst wenn es mehrere Wochen lang Luft ausgesetzt war. Zusätzlich wurden diese Eigenschaften durch relativ einfache Verfahren erreicht, die keine übermäßig hohen Temperaturen erforderten. entsprechend zu phys.org.
"Viele Forscher versuchen, ein Material zu entwickeln, das ungiftig und kostengünstig ist, aber gleichzeitig effizient heizt und kühlt", sagte der mitkorrespondierende Autor der Studie Tushar Ghosh. "Kohlenstoffnanoröhren, wenn sie angemessen verwendet werdensind sicher und wir verwenden eine Form, die relativ gesehen kostengünstig ist. Es handelt sich also möglicherweise um ein günstigeres thermoelektrisches Material, das neben der Haut verwendet werden kann. "
"Wir wollen dieses Material in den Stoff selbst integrieren", sagte der erste Studienautor Kony Chatterjee, ein Doktorand am NC State. "Derzeit konzentriert sich die Forschung zu Kleidung, die die Temperatur regulieren kann, stark auf die Integration starrer Materialien in Stoffeund handelsübliche tragbare thermoelektrische Geräte auf dem Markt sind ebenfalls nicht flexibel. "
Kühle Kleidung: Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit
Um die Erfahrung des Trägers und nicht die Körpertemperatur selbst zu beruhigen, besitzen CNTs Eigenschaften, die dazu beitragen können, dass Wärme den Körper mit einer externen Stromquelle verlässt.
"Stellen Sie es sich wie einen Film vor, mit Kühlungseigenschaften auf der einen Seite und Erwärmung auf der anderen Seite", fügte Ghosh hinzu.
Die Forscher haben die Fähigkeit des Materials gemessen, Elektrizität zu leiten, und auch seine Fähigkeit, Elektrizität zu leiten. Wärmeenergie - oder die Fähigkeit, Wärme durch das Material fließen zu lassen.
Ein großer Teil der Studie zeigte, dass das Material eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist - was bedeutet, dass die Wärme nach dem Verlassen des Körpers nicht leicht zum Träger zurückfließt, um ihn abzukühlen. Dies bedeutet auch, dass das Material bei warmem Wetter verwendet wird- würde tatsächlich erlauben, dass Wärme in einem Strom in Richtung des Körpers fließt, anstatt sie zurück in die umgebende Atmosphäre zu senden.
Intelligente Kleidung mit thermischer Genauigkeit
Das Forscherteam konnte in Zusammenarbeit mit Jun Liu, einem Assistenzprofessor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik am NC State, auch die Wärmeleitfähigkeit des Materials mit großer Genauigkeit messen. Zusammen verwendeten sie ein einzigartiges experimentelles Design, um genauere Messungen durchzuführendie Wärmeleitfähigkeit des Materials in der Richtung, in der sich elektrischer Strom durch das Material bewegt.
"Sie müssen jede Eigenschaft in die gleiche Richtung messen, um eine vernünftige Schätzung der Fähigkeiten des Materials zu erhalten", sagte Liu, ebenfalls ein mitkorrespondierender Autor der Studie. "Dies war keine leichte Aufgabe, es war sehr herausfordernd, aber wir haben eine Methode entwickelt, um dies zu messen, insbesondere für dünne flexible Filme. "
Mit den Fortschritten in der Materialwissenschaft und Luft- und Raumfahrttechnik sind die intelligenten Kleidungsstücke der Zukunft heute näher als je zuvor. In einer Zeit minimaler gesellschaftlicher Anlässe kann man sich nur vorstellen, wie intelligente Kleidungsstücke die Welt von verändern werden. Mode .