دانش‌آموزان چینی با الهام از خرس‌های قطبی موفق به ابداع پارچه‌های فوق سبک با میزان عایق بودن بالا شده‌اند.
به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، دانشگاه دانشگاه ججیانگ (Zhejiang) چین الیافی انقلابی ایجاد کرده است که می‌تواند صنعت نساجی را متحول کند. این تیم به رهبری دانشیار گائو ویوی و پروفسور بای هائو، برای غلبه بر محدودیت‌های هوای طبیعت الهام دارند.
هواژل یک ماده تولیدی است که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد. این ماده از یک ژل به دست می‌آید که در آن، قسمت مایع ژل با گاز می‌شود. نتیجه‌ی این فرآیند، ماده‌ای جامد با چگالی بسیار کم و در عین حال، ویژگی قابل توجهی در زمینه عایق گرمایی است.
پژوهشگران این مطالعه با خود گفتند برای الهام گرفتن چه حیوانی بهتر است از خرس قطبی برای غلبه بر مفاهیم سبک‌ترین ماده جامد جهان که عایق حرارتی فوق العاده‌ای هم باشد؟
هواژل سنتی هواف به طور خاص در صنعت استفاده می‌شود، اما تا حدی به دلیل شکنندگی و پردازش آن در سایر زمینه‌ها کاربردهای کمی پیدا کرده است. الیاف هواژل علاوه بر عدم استحکام و نیاز به شکل دادن به یک نوع منجات کاربردی، قابل استفاده و همچنین به سرعت قابلیت حرارتی خود را در محیط‌های نزدیک از دست می‌دهند.
با این حال، بسیاری از حیواناتی که به گونه‌های مختلف می‌پردازند، می‌شوند که سالها آنها را در محیط‌های بسیار سرد محافظت می‌کنند و آنها را گرم و خشک نگه می‌دارند.
این تیم تحقیقاتی یک فیبر هواژل محصور شده(EAF) با ساختار پوسته-هسته، شبیه به خرس قطبی طراحی کرد که عملکرد و دوام آن را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
کشف اسرار طبیعت برای تولید الیاف پیشرفته
خرس‌های قطبی دارای توانایی با ساختار پوسته-هسته‌ای به فرد هستند که به عنوان طرح نوآوری پژوهشگران چینی عمل کرده است. وجود متخلخل محصور در یک پوسته متراکم موی خرس قطبی، یک عایق حرارتی استثنایی را در عین حفظ استحکام و پذیرش پذیری می‌کند، ویژگی‌هایی که برای گرم و خشک نگه داشتن خز در محیط‌های بسیار سرد مورد نیاز است.
این تیم با تقلید از این ساختار، یک الیاف پلیمری هواژل قوی با منافذ لایه‌ای ایجاد کرد و آن را درون یک لایه لاستیکی نازک و قابل کشش قرار داد. این کار به EAF اجازه می‌دهد تا خم و پیچ بخورد و بر محدودیت شکنندگی هواژل سنتی سیلیسی غلبه کند.
پروفسور بای هائو در گفتگو با رسانه ساوث چاینا مورنینگ پست گفت: الیاف ما با وجود تخلخل داخلی بالای 90 درصد، تا 100 درصد قابل کشش است و به طور قابل توجهی بهتر از الیاف هواژل سنتی که حدود دو درصد آنها دارند، عمل می‌کند.
کاربرد از ژاکت تا لباس فضایی
کاربردهای کاربردی EAF است. پژوهشگران امکان استفاده از آن را در بافتن یک بلوز عایق حرارتی قابل مقایسه با یک ژاکت معمولی اما تنها با یک پنجم ضخامت نشان دادند.
در محیط منفی ۲۰ درجه سانتیگرادی انجام شد، ماده EAF قابلیت‌های برتر عایق بودن خود را به نمایش گذاشت و در آزمایش سطح، عملکرد بهتری از پارچه، پشم و پنبه داشت.
علاوه بر این، الیاف EAF قابل استفاده و رنگرزی است و برای استفاده روزمره در منسوجات مناسب است. این یک پیشرفت قابل توجه نسبت به هواژل سنتی سیلیسی است که خواص عایق حرارتی خود را در محیط های گرم از دست می دهد.
پژوهشگران خود را برجسته کردند که EAF خواص آن را حتی پس از طی کردن ۱۰ هزار چرخه کشش حفظ می کند که نشان دهنده پتانسیل آن را برای استفاده از چند منظوره فراتر از منسوجات عایق حرارتی است.
در حالی که پتانسیل بسیار برای استفاده از این الیاف نوین در کاربردهای غیرنظامی وجود، پروفسور ژانگ شیوتونگ از موسسه فناوری نانو و نانوبیونیک سوژو، چالش‌های تولید آنبوه آن را متذکر می‌شود.
وی با اشاره به کاربرد بالقوه آن در زمینه‌هایی مانند تولید لباس‌های نظامی و لباس‌های فضایی در محیط‌های سرد گفت: چالش‌هایی در مورد نحوه توسعه این فناوری و فرآیندهایی که برای تولید آنها ضروری است، وجود دارد.
یافته‌های این تیم در مجله ساینس(Science) منتشر شده است.
انتهای پیام