Các nhà khoa học vừa phát minh ra một loại vải thông minh mới, có thể chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt và ấm lên chỉ sau 10 phút phơi nắng, với nhiệt độ dao động từ 20-53,5 độ C. Trong điều kiện thời tiết cực đoan, một chiếc áo được tạo nên bởi loại vải này sẽ phát huy tác dụng tuyệt đối.
Trong báo cáo được đăng tải trên tạp chí Advanced Composites and Hybrid Materials , bên dưới lớp phải là những hạt nano đặc biệt có thể hấp thụ ánh sáng Mặt Trời và chuyển hóa thành nhiệt. Cùng lúc đó, các thuốc nhuộm nhạy nhiệt được tích hợp vào sợi vải có thể thay đổi màu sắc theo nhiệt độ môi trường, cho phép người dùng theo dõi trực quan các biến động nhiệt độ.
Vải đổi màu khi thay đổi nhiệt độ – Ảnh chụp màn hình.
Đã nhiều năm, các nhà khoa học tìm cách phát triển áo sinh nhiệt có thể giúp bình ổn thân nhiệt trong thời tiết giá lạnh. Những loại vải tiên tiến này có thể giúp những chuyến giải cứu trên đỉnh núi tuyết hiệu quả hơn, hay tạo ra một xu hướng thời trang mới.
Tuy nhiên từ trước tới nay, những sản phẩm quần áo sinh nhiệt vẫn chưa hiệu quả. Chi phí nguyên vật liệu đắt đỏ, hay phải tích hợp những hệ thống năng lượng nhiêu khê khiến những sản phẩm dạng này chưa có sức lan tỏa.
Nhằm giải quyết vấn đề hóc búa, kỹ sư hóa học Li Yuning và các cộng sự tại Đại học Waterloo (Canada) đã thử sản xuất quần áo sinh nhiệt với một số polymer có thể sinh nhiệt thông qua hấp thụ ánh sáng. Những hạt nano trong hai polymer là polyaniline (PANI) và polydopamine (PDA) được lồng vào trong một ma trận tạo nên bởi sợi nhựa nhiệt dẻo có tên polyurethane (PTU) – vật liệu thường thấy trong quần áo chống nước và đồ thể thao.
Bên cạnh đó, nhóm còn nhuộm quần áo bằng vật liệu nhạy nhiệt, có thể đổi màu khi quần áo nóng lên.
Trong thử nghiệm với một chiếc áo len tí hon và một con gấu bông, nhóm đạt được thành công lớn. Sau 10 phút phơi nắng, chiếc áo len đỏ có thể nóng lên tới 53,5 độ C và chuyển thành màu trắng.
Bài thử với áo ấm cho gấu bông đã đạt những thành công nhất định – Ảnh trích từ nghiên cứu.
” Các hạt nano được tích hợp có hiệu suất hấp thụ ánh sáng mặt trời rất cao trên nhiều bước sóng khác nhau “, Li chia sẻ với Live Science. ” Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các hạt nano này, chúng hấp thụ năng lượng và giải phóng nó dưới dạng nhiệt thông qua một quá trình gọi là chuyển đổi quang nhiệt “.
Theo nghiên cứu, loại vải thông minh này có kết cấu mềm mại và đàn hồi, có thể kéo giãn đến gấp năm lần kích thước ban đầu mà vẫn giữ được các đặc tính thay đổi màu sắc và nhiệt độ sau 25 lần giặt. “Chúng tôi ưu tiên độ bền, đảm bảo rằng vải có thể chịu được việc sử dụng lặp lại và tiếp xúc với môi trường trong khi vẫn duy trì các tính năng đổi mới của nó”, Li cho biết.
Nhóm nghiên cứu đang làm việc để chuẩn bị đưa vật liệu này vào sản xuất thương mại, nhưng vẫn cần thực hiện thêm các thử nghiệm trước khi có thể ứng dụng rộng rãi.
” Bước tiếp theo của nghiên cứu này tập trung vào việc giảm chi phí sản xuất, mở rộng quy trình chế tạo và đảm bảo rằng các sợi vải an toàn khi tiếp xúc với da trong thời gian dài “, nhà nghiên cứu Li Yuning nói.
