Материал с фазовым переходом (PCM) — это материал, который меняет свою форму в зависимости от температуры и может выделять скрытую теплоту. Он часто используется при изготовлении текстильных изделий с регулируемой температурой. Однако присущая твердым телам жесткость и утечка жидкости из материалов с фазовым переходом препятствуют их широкомасштабному применению в области носимой терморегуляции. Чтобы решить эти проблемы, исследователи пробовали различные стратегии, включая микроинкапсуляцию.
Недавно ученые-материаловеды разработали текстильный материал из ультратонких нановолокон. Это нановолокно изготовлено из материалов с фазовым переходом и других материалов, а затем объединено с электротермическими и фототермическими покрытиями, чтобы, наконец, стать материалом, который можно использовать для текстиля и одежды. Экспериментально подтверждено, что наноматериал может реагировать на изменение температуры в соответствии с потребностями и соответствующим образом регулировать температуру микросреды пользователя.
Хидэки Морикава, старший инженер по текстилю из Исследовательского института волоконной инженерии Университета Синчо в Японии, который является исследователем проекта, сказал: «Метод производства микрокапсул с фазовым переходом сложен и дорог, и он недостаточно гибок. для любого практического носимого приложения». Недавно исследованные материалы из нановолокна могут значительно улучшить дефекты микрокапсул с фазовым переходом.
Для изготовления нановолокна исследователи выбрали метод коаксиального электропрядения. Принцип коаксиального электроспиннинга примерно такой же, как у электроспиннинга. Основное отличие состоит в том, что его фильера улучшена до композитной структуры с концентрической осью, так что можно производить покрытие или полые нановолокна.
В этом случае исследователи инкапсулировали материалы с фазовым переходом в сердцевинный слой из электроспряденных нановолокон, чтобы решить проблему утечки жидкости. В то же время они интегрировали материалы с фазовым переходом, углеродные нанотрубки, полидофаминовые солнечные поглотители и поли (3, 4- этилендиокситиофен): поли (стиролсульфоновая кислота) в «режим трех тел» для регулировки температуры. Он осуществляет подготовку тканей с регулируемой температурой и придает им хорошие свойства.
Эта многоядерная и оболочечная структура реализует синергию между различными компонентами и обеспечивает регулирование температуры по требованию, которое может адаптироваться к широкому диапазону изменений температуры окружающей среды. Самое главное, высокая гибкость ультратонких нановолокон значительно повышает комфорт текстиля и одежды. Понятно, что следующей целью исследователей является дальнейшее улучшение характеристик фазового перехода ткани и использование этого материала для разработки практических носимых устройств.
источник: https://www.tnc.com.cn/info/c-001001-d-3727181.html