Smart textília ochladí telo až o 6 °C a ľudský pohyb premieňa na elektrickú energiu

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Jednovrstvová textília z oxidu zirkoničitého znižuje pocitovú teplotu pod priamym slnkom o 3 až 6 °C.

• Materiál odráža 96 % slnečného žiarenia a aktívne odvádza telesné teplo vo forme infračerveného žiarenia.

• Bežné trenie látky o pokožku generuje statický náboj, ktorý dokáže poháňať diagnostické mikro senzory.

Integrácia elektroniky do oblečenia zvyčajne vyžaduje zložité prepletanie káblov a nekomfortné pripájanie externých batérií k látke. Výskumníci z inžinierskej fakulty na Univerzite v Illinois však zvolili úplne iný prístup a predstavili multifunkčnú textíliu. Nový materiál je vyrobený z nanokompozitu na báze oxidu zirkoničitého s využitím technológie 3D tlače. Proces priameho nanášania atramentu vytvára štruktúru tenkej jednovrstvovej látky bez potreby zložitého spájania viacerých komponentov.

Vďaka tomu si oblečenie zachováva ohybnosť, mechanickú odolnosť a zároveň plní niekoľko technologických úloh súčasne. Textília vyniká predovšetkým svojimi termoregulačnými vlastnosťami, ktoré spoľahlivo chránia nositeľa pred extrémnym prehrievaním. Zirkónium v štruktúre látky má mimoriadne vysoký index lomu, vďaka čomu dokáže odev odraziť až 96 % dopadajúceho slnečného žiarenia.

Zdroj foto: University of Illinois, Urbana-Champaign

Zároveň kompozit dosahuje tepelnú emisivitu na úrovni 97 %, čo mu dovoľuje efektívne vyžarovať nahromadené telesné teplo do okolia. Počas testovania na priamom slnku namerali výskumníci na povrchu materiálu teplotu o 3 až 6 °C nižšiu, než mal okolitý vzduch. Len pre ilustráciu citlivosti, ľudská pokožka dokáže zreteľne rozoznať teplotné rozdiely už na úrovni 1 stupňa Celzia.

Zdroj foto: University of Illinois, Urbana-Champaign

Schopnosti nového materiálu sa však nekončia len pri pasívnom chladení rozhorúčeného organizmu. Oxid zirkoničitý disponuje výraznými dielektrickými vlastnosťami, ktoré pohotovo reagujú na opakovaný fyzický kontakt. Pri bežnom pohybe a neustálom trení textílie o pokožku nositeľa sa na jej povrchu spoľahlivo akumuluje triboelektrický náboj. Takto generovaný prúd dosahuje špičkový výkon 47 mW na štvorcový meter, čo postačuje na prevádzku drobných senzorov.

Laboratórne merania potvrdili, že materiál produkuje stabilný elektrický výkon aj po viac ako 30 000 operačných cykloch. Vzniknuté elektrické impulzy otvárajú možnosti pre monitorovanie zdravia a riadenie inteligentného športového oblečenia. Prítomnosť energetického signálu indikuje fyzickú aktivitu, pričom jeho celková intenzita priamo úmerne zodpovedá miere vykonaného pohybu.

Ak sa takáto inteligentná látka integruje do nočného pyžama, dokáže presne monitorovať kvalitu spánku a následne spustiť alarm pri neštandardných pohyboch. Elektrický signál vie navyše fungovať aj ako rýchly spúšťač pre ďalšie systémy, napríklad pre automatickú aktiváciu zabudovaných vyhrievacích vrstiev napr pri zvýšenej námahe v mrazivom počasí. Všetky tieto technologické funkcie prebiehajú úplne autonómne, bez nutnosti akéhokoľvek externého napájania alebo údržby.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Táto inovácia prináša udržateľný spôsob napájania nositeľnej elektroniky a ponúka cenovo dostupné riešenie pre nepretržité monitorovanie zdravotného stavu či športových výkonov.

Zdroj: newatlas.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu