قام مهندسو النسيج في جامعة شينشو باليابان بنسيج قماش يمكن أن يسخن أو يبرد حسب درجة الحرارة الخارجية. تم نسج القماش من خيوط نانوية فائقة الدقة تحتوي على مادة خاصة “لتغيير الطور” (PCM) يمكنها تخزين كميات كبيرة من الحرارة وإطلاقها.
يمكن استخدام هذا النسيج كنظام إدارة حرارية شخصي لمساعدة الأشخاص في الحفاظ على درجة حرارة مريحة. يمكن استخدامه أيضًا في التطبيقات غير القابلة للارتداء. على سبيل المثال ، كعنصر تعبئة خارجي للمساعدة في تنظيم درجات حرارة الإلكترونيات والبطاريات ، “قال هيدياكي موريكاوا Indianexpress.com عبر البريد الإلكتروني.
موريكاوا هو المؤلف المقابل لمقالة البحث المنشورة في المجلة ACS نانو.
تتطلب المهن في العديد من الصناعات ، مثل التخزين البارد والخبز وغيرها ، من العمال التنقل بين درجات حرارة مختلفة إلى حد كبير كجزء من عملهم. بصرف النظر عن جعل عملهم غير مريح ، يمكن أن تؤدي هذه التغيرات في درجات الحرارة أيضًا إلى إصابة العمال بالمرض. قد يكون أحد الحلول لذلك هو تغيير الملابس باستمرار ، والذي قد يكون مرهقًا. سيكون من غير الملائم جدًا أن يرتدي عامل التخزين البارد سترة في كل مرة يدخلون فيها إلى المجمد ويخلعها عند الخروج.
هذا هو المكان الذي تأتي فيه أجهزة PCM. قد تعني قدرتها على امتصاص الحرارة وإطلاقها أنها تستطيع امتصاص الحرارة في الظروف الحارة وإطلاقها عندما تصبح أكثر برودة والعكس صحيح. لكن هذه المواد تقدم مجموعة المشاكل الخاصة بها. لن يكون القميص عمليًا جدًا إذا كان مصنوعًا من مادة تذوب عند الخروج في الحرارة.
حاولت بعض الطرق حل هذه المشكلة من خلال وجود “كبسولات صغيرة” تحتوي على أجهزة PCM هذه المضمنة في تطبيقات مختلفة. ولكن وفقًا لموريكاوا ، توفر هذه التقنية “مرونة غير كافية لأي تطبيقات يمكن ارتداؤها بشكل واقعي.”
لهذا السبب ، لجأ موريكاوا وفريقه إلى طريقة مختلفة تسمى الغزل الكهربائي المحوري. الغزل الكهربائي هو طريقة لتصنيع ألياف بأقطار بترتيب نانومتر. قام فريق البحث بغزل ألياف نانوية مع غلاف PCM في مركزه. لكنهم لم يتوقفوا عند هذا الحد.
ثم قاموا بربط هذه المادة المغلفة بـ PCM بتقنيتين أخريين: المواد المستجيبة للضوء والطلاء الموصّل الكهروحراري. تمتص المادة المستجيبة للضوء الحرارة من أشعة الشمس المباشرة والطلاء الكهروحراري يحول الحرارة الزائدة إلى كهرباء. يجمع النسيج بين هذه التقنيات الثلاث المختلفة لتوسيع نطاق البيئات التي يمكن استخدامها فيها.
لكن وفقًا لموريكاوا ، “قد يكون هناك طريق طويل لنقطعه قبل الإنتاج على نطاق واسع” لهذا النسيج الخاص. على سبيل المثال ، قام الباحثون باختبار تكوينات مختلفة للنسيج في درجات حرارة تتراوح بين صفر إلى 80 درجة مئوية ، لكنهم لم يستكشفوا كيف يمكن أن تتدهور المادة بمرور الوقت في ظروف مختلفة.
أيضًا ، يعتبر الغزل الكهربائي المحوري عملية معقدة وفقًا لموريكاوا لديها “متطلبات صارمة للغزل” ، مما يجعلها حاليًا غير عملية خارج إعدادات المختبر. علاوة على ذلك ، فإن البوليمر الموصل المستخدم في النسيج مكلف للغاية وسيحتاج الباحثون إلى إيجاد بديل أرخص في المستقبل.
