新しい生地は、極寒の天候で人々を暖かく保つために、ほぼ50度まで加熱することができます。

新しいスマートファブリックは光を熱に変換し、太陽の下でわずか10分で54度ファーレンハイト（30度セルシウス）以上の温度を上昇させることができます。

科学者たちは、光を熱に変換し、太陽の下でわずか10分で54度ファーレンハイト（30度セルシウス）以上の温度を上昇させるスマートファブリックを発明しました。この新しい素材は、非常に寒い温度に対応した衣服に使用される可能性があります。

太陽光を吸収して熱に変換する特殊なナノ粒子が新しい材料に埋め込まれており、これは昨年末にジャーナルAdvanced Composites and Hybrid Materialsで説明されました。同時に、繊維に組み込まれた温度応答性染料は可逆的に色を変え、ユーザーが温度変動を視覚的に監視できるようにします。

体温の維持

長年にわたり、科学者たちは寒冷環境で快適な体温を維持するためのウェアラブルヒーターを設計してきました。このような生地は山岳救助装備やペット用衣類に使用できる可能性がありますが、既存のデザインは通常、金属ナノ材料やかさばるバッテリー駆動の加熱要素などの高価な部品に依存しています。

これらの問題を解決するために、カナダのウォータールー大学の化学エンジニアユーニン・リーと彼のチームは、光を熱に変換するプラスチックのような材料である光熱ポリマーに目を向けました。

ポリアニリン（PANI）とポリドーパミン（PDA）の2つのポリマーのナノ粒子は、耐水性の衣服やスポーツウェアを製造するために広く使用される熱可塑性ポリウレタン（PTU）繊維のマトリックス内に埋め込まれています。チームはまた、スピニングプロセス中にさまざまな温度応答性（熱色変化）染料を混合に組み込み、材料の温度が上昇するにつれて色が変わる一連の繊維を生成しました。

新しく紡がれた繊維はすぐに布に織り込まれ、チームはスマート素材の特性をテストするためにテディベア用の小さなセーターを編みました。その赤いセーターは、わずか10分の日光曝露で印象的な128.3°F（53.5°C）に達しました。温度が上昇するにつれて、赤い染料分子は化学構造を変化させ、白くなりました。

「組み込まれたナノ粒子は、さまざまな波長の太陽光を吸収するのに非常に効率的です」と李はLive Scienceにメールで語りました。「太陽光がこれらのナノ粒子に当たると、エネルギーを吸収し、光熱変換と呼ばれるプロセスを通じて熱として放出します。」

このスマートファブリックは柔らかく弾力のある質感を持ち、素材は元のサイズの最大5倍まで伸びることができ、25回の洗濯後でも色や温度の変化特性を保持することができると研究によって示されています。李氏は「耐久性を重視し、ファブリックが繰り返しの使用や環境への曝露に耐えながら、その革新的な特性を維持できるようにしました」と述べました。

チームは商業製造のための材料を準備する作業を進めていますが、広く使用される前にさらなるテストを行う必要があります。

李は「この研究の次のステップは、生産コストの削減、製造プロセスのスケールアップ、そして繊維が長時間の皮膚接触に対して安全であることを確認することに焦点を当てています」と述べました。