Австралийские учёные создали ткань с наноалмазным покрытием, которое отводит тепло тела эффективнее обычных материалов. Смесь из наноалмазных частиц и полиуретана нанесена на часть ткани, соприкасающуюся с кожей. Исследования показали, что обработанный материал охлаждается быстрее, чем контрольные образцы. Однако ношение такой ткани может быть не очень комфортным.
Специалисты в связи с усилением глобального потепления разрабатывают методы повышения комфорта жизни людей. Одним из таких методов является усовершенствование индивидуальных одежд.
Теплоотдачу от тела можно осуществить двумя способами: активно и пассивно. Активный способ подразумевает использование громоздких электрических устройств для вентиляции или жидкостного охлаждения. Пассивный способ предполагает изменение свойств ткани — например, с помощьюНанопористый полиэтилен имеет недостатки: дискомфорт при использовании, изменение цвета изделия, трудности в производстве и ограниченность в дизайне.
Австралийские учёные разработали лёгкую и удобную охлаждающую ткань с использованием наноструктур, обладающих высокой теплопроводностью. Выбор пал на наноалмазы, продемонстрировавшие эффективность отвода тепла на шерстяной ткани ранее, а подход к созданию композитного материала был изменён. опубликована в журнале Polymers for Advanced Technologies.
Ученые выбрали 100%-ю хлопчатобумажную ткань из-за ее экологичности, комфорта и биосовместимости. Наноалмазы размером около 190 нанометров соединяли с раствором полиуретана, который служил связующим веществом. Получившийся полимер при помощи электропрядения наносили на одну сторону ткани, создавая нановолокнистые структуры. По словам исследователей, такой способ значительно упрощает производство материала.
Теплоотдачу образцов анализировали с помощью инфракрасной термографии: их располагали на пластине, нагретой до 37°C, и наблюдали в течение минуты. После этого образцы снимали, давали остыть до комнатной температуры и вновь помещали на горячую поверхность, но другой стороной.
Обработанные образцы нагревались с необработанной стороны больше контрольных: 34-34,5 °C против 31,8-33,5 °C. Этому способствует наноалмазный слой с обратной стороны. Разница температур указывает на быстрый остывание ткани, когда сторона с покрытием находится рядом с кожей.
Подобный результат был получен и в другом эксперименте. Руку человека с температурой 29 °C покрыли двумя образцами ткани. Температура руки с материалом-контролем составила 25,5 °C, а с наноалмазным — 26,9 °C. Авторы пришли к выводу, что новое покрытие отводит тепло в атмосферу быстрее, а охлаждение самого материала происходит интенсивнее, чем у контрольного образца. Опыты на солнечном свете дали аналогичные результаты.
Изучалась износостойкость ткани с наноалмазами. Обработанный материал поглощал ультрафиолет на 8-12% больше, чем контрольный образец. Воздухопроницаемость ткани с наноалмазным слоем была немного ниже, а вот впитывание воды — гораздо хуже: один из образцов вообще не впитал воду, так как слой полиуретана создал пленку, препятствующую прохождению влаги. Лучшая устойчивость к ультрафиолетовому излучению в наноалмазных образцах делает их привлекательными УФ-защитными агентами, указали авторы научной работы. Однако с точки зрения комфорта ношение такой ткани может быть затруднительным.
Противоположно общепринятому представлению, наноалмазы не идентичны бриллиантам, применяемым в ювелирных изделиях. Производство их обходится дешевле, чем у оксида графена и других углеродных материалов. Наноалмазы, имеющие структуру углеродной решетки, существенно меньше по размеру. Их просто изготовить с помощью детонации или из отходов, как утверждает соавтор исследования Шади Хоушиар.