Охлаждает на 3–6 °C и вырабатывает до 47 мВт/м² электроэнергии при движении.
Специалисты из инженерного колледжа Грейнджера при Иллинойсском университете в Урбана-Шампейн создали текстиль на основе нанокомпозита оксида циркония (ZrO₂), который объединяет пассивное радиационное охлаждение и сбор биомеханической энергии в одном материале. Эта ткань подходит для производства функциональной одежды без применения внешних систем и сложных конструкций.
Диоксид циркония характеризуется высоким коэффициентом преломления, что делает его эффективным в рассеивании солнечного света. Новый текстиль отражает 96% солнечного излучения и его излучательная способность в среднем инфракрасном диапазоне достигает 97% — это позволяет эффективно отвлекать тепло от тела в форме инфракрасного излучения. При солнечном свете на улице ученые зафиксировали температуру ткани примерно на 3–6 °C ниже температуры окружающего воздуха. Для сравнения: человек обычно ощущает разницу в 1 °C.
Второе свойство ZrO₂ — это диэлектрические характеристики, которые позволяют накапливать трибоэлектрический заряд при контакте с другим материалом. Когда человек перемещается, его кожа соприкасается с тканью, и повторяющиеся механические движения создают электрический импульс. Пиковая плотность мощности составляет около 47 мВт/м², а стабильный электрический выход обеспечивает более 30 000 циклов работы. Этого недостаточно для зарядки мобильного телефона, но вполне достаточно для питания датчиков и управляющих сигналов: подключенный датчик может отслеживать движение пользователя, а уровень сигнала — интенсивность этого движения.
Исследователи интегрировали ткань с нижележащим проводящим текстильным слоем, создав адаптивную систему терморегуляции. В состоянии покоя пассивное радиационное охлаждение поддерживало низкую температуру, а при движении трибоэлектричество генерировало сигнал, активирующий проводящий слой и запускающий нагрев. Важно отметить: сам ZrO₂ тепла не производил — он лишь подавал сигнал. Проводящий слой был укомплектован собственной электроникой, включая нагревательные элементы, источник постоянного тока, твердотельное реле и микропроцессор Arduino.
По мнению исследователей, такой метод может быть использован и в других системах — например, в тканях, встроенных в ночную одежду, где технология может активировать сигнализацию при определенном уровне движения.
Фото: hi-tech.mail.ru