فیلم تهیه شده از نانولوله های کربنی ظریف می تواند ماده اولیه اصلی برای تولید لباس هایی باشد که بر حسب نیاز بدن شخص را گرم یا خنک نگاه می دارند.
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، بر اساس مطالعه اخیر دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی فیلم های حاوی نانولوله های کربنی دارای ترکیبی از خواص حرارتی، الکتریکی و فیزیکی هستند که آن را به انتخابی جذاب برای استفاده در نسل آینده پارچه های هوشمند تبدیل می کند.
محققان همچنین این توانایی را داشتند که خواص حرارتی و الکتریکی این ماده اولیه را بهینه و امکان حفظ این خواص را حتی پس از هفته ها قرارگیری در معرض هوا فراهم کنند. علاوه بر آن این خصوصیات با استفاده از فرایندهای نسبتا ساده حاصل شده و نیازی به دماهای بسیار بالا نبوده است.
بسیاری از محققان در پی توسعه مواد اولیه ای هستند که غیرسمی و ارزان قیمت باشد و در عین حال هم از نظر گرم و خنک کنندگی کارآمد باشد. نانولوله های کربنی اگر به شیوه ای صحیح مورد استفاده قرار بگیرند، ایمن هستند و فرم مورد استفاده از آن ها در این مطالعه ارزان است؛ در نتیجه یک ماده اولیه ترموالکتریک مقرون به صرفه می باشد که می تواند برای تولید لباس به کارگرفته شود و مشکلات پوستی نیز ایجاد نکند.
خواسته تیم تحقیقاتی به کارگیری این ماده در خود پارچه بوده است.
در حال حاضر تحقیقات انجام شده بر روی پارچه های تنظیم کننده دما بیشتر بر روی به کارگیری مواد اولیه سخت و غیرقابل انعطاف درون پارچه تمرکز دارد و ابزار ترموالکتریک پوشیدنی موجود در بازار نیز از انعطاف پذیری لازم برخوردار نیستند.
نانولوله های کربنی دارای ویژگی های خاصی هستند که می تواند در هنگام اعمال یک منبع جریان خارجی، حرارت را از شخص دفع و به خنک شدن او کمک کند. می توان مثل یک فیلم به آن ها نگاه کرد که یک سمت آن دارای خاصیت خنک کنندگی و سمت دیگر آن دارای خاصیت گرم کنندگی است.
محققان قابلیت این ماده اولیه برای هدایت الکتریسیته و همچنین رسانایی حرارتی آن را مورد بررسی قرار دادند؛ آن ها همچنین این امر را که عبور حرارت از درون ماده اولیه تا چه حد آسان صورت می گیرد، بررسی کردند.
یکی از مهم ترین یافته های محققان این بود که ماده اولیه دارای رسانایی حرارتی نسبتا پایینی است که به این معناست که حرارت پس از دور شدن از بدن به آسانی بازنمی گردد. در نتیجه چنانچه ماده اولیه برای گرم کردن شخص مورد استفاده قرار گرفته باشد، جریان حرارت به سمت بدن جاری می شود و به اتمسفر باز نخواهد گشت.
محققان با همکاری آزمایشگاه جون لیو-استادیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی-موفق شدند رسانایی حرارتی ماده اولیه را به طور دقیق اندازه گیری کند. آن ها از یک روش تجربی مخصوص برای اندازه گیری دقیق تر رسانایی حرارتی ماده اولیه در جهت حرکت جریان الکتریکی درون ماده استفاده کردند.
لیو می گوید برای به دست آوردن برآوردهای قابل قبول باید هر کدام از ویژگی های ماده اولیه را در جهتی یکسان اندازه گیری کرد که کار ساده ای نیست و چالش های زیادی به همراه دارد اما آن ها روشی را برای اندازه گیری این ویژگی ها به ویژه در مورد فیلم های انعطاف پذیر ابداع کرده اند.
تیم تحقیقاتی همچنین قابلیت ماده اولیه برای تولید الکتریسیته از راه اختلاف دما یا گرادیان حرارتی بین دو محیط را اندازه گیری کرده است. به گفته محققان از این روش می توان برای حرارت دهی، خنک کردن یا تامین نیرو برای وسایل الکترونیکی کوچک استفاده کرد.
لیو عقیده دارد که نکته اصلی جدای از اهمیت خواص ترموالکتریک ماده اولیه، انعطاف پذیری، دوام آن در هوا و طرز ساخت نسبتا ساده این ماده می باشد.
در نهایت چشم انداز تیم تحقیقاتی از این پروژه طراحی پارچه ای هوشمند است که در کنار مهار انرژی بتواند بدن شخص را گرم و خنک نگاه دارد. آن ها عقیده دارند که یک پارچه هوشمند می تواند به کاهش مصرف انرژی کمک کند.