Inteligentne ubrania z grafenu receptą na upały? Oto przełomowa technologia

Grupa naukowców z National Graphene Institute Uniwersytetu w Manchesterze stworzyło prototypowe ubrania grafenowe, żeby zademonstrować dynamiczną kontrolę promieniowania cieplnego w zakresie ubrań, wykorzystując do tego niesamowite termiczne właściwości i elastyczność grafenu. Badanie to otwiera również drzwi do innych aplikacji, jak interaktywne wyświetlacze podczerwone czy ukryta komunikacja podczerwona w tkaninach. Obecnie skupia się jednak na zastosowaniu w obniżaniu temperatury ciała człowieka, bo w wielu miejscach świata temperatury osiągają taki poziom, że odzież funkcyjna tego typu jest bardzo potrzebna. 

Kluczem jest tu stworzenie odzieży transparentnej względem promieniowania podczerwonego, ale jednocześnie można też pomyśleć o zastosowaniu grafenu w kontekście okrycia blokującego oddawanie ciepła przez ciało, jak choćby koce ratunkowe. Ekipa naukowców z Manchesteru zaprezentowała dynamiczne przejście między tymi skrajnymi stanami, elektrycznie podkręcając podczerwoną zdolność emisyjną warstw grafenowych zintegrowanych z materiałami. Warto tu podkreślić, że to właśnie na tym uniwersytecie w 2004 roku udało się wyizolować grafen o grubości jednego atomu, który ma potencjalnie bardzo szerokie zastosowanie komercyjne w bateriach, smartfonach czy akcesoriach i odzieży treningowej.

W tym konkretnym przypadku warstwy grafenu mają zaś za zadanie kontrolować promieniowanie cieplne na powierzchniach odzieży: - Zdolność kontrolowania promieniowanie cieplnego jest kluczem dla wielu innych aplikacji, jak choćby zarządzanie temperaturą ciała w klimatach z ekstremalnymi temperaturami. Termiczne koce są np. klasycznym przykładem tego zastosowania, jednakże utrzymanie tej funkcjonalności, kiedy otoczenie ociepla się lub ochładza, było dotąd ogromną przeszkodą. Ta skuteczna demonstracja modulowania optycznych właściwości na różnych materiałach może być przełomem dla stworzenia nowych technologii operujących w promieniowaniu podczerwonych i innych obszarach elektromagnetycznego spektrum dla aplikacji typu tekstylne wyświetlacze, komunikacja, adaptacyjne skafandry kosmiczne czy moda - twierdzi prowadzący badania profesor Coskun Kocabas.

Zespół zapewnia, że taka warstwa grafenu może zostać zintegrowana z każdym materiałem, np. bawełną, dlatego zaprezentował działanie swojego odkrycia za pomocą bawełnianej koszulki, która pozwala osobie noszącej nadawać zakodowane wiadomości niewidoczne gołym okiem, ale możliwe do odczytania przez kamery podczerwone. Następnym krokiem ma być zaś dynamiczne zarządzanie temperaturą dla… satelitów krążących wokół naszej planety, które często doświadczają skrajnych temperatur - jeśli badania zespołu się powiodą, to już niebawem przestanie to być problemem, bo na życzenie będzie można kontrolować promieniowanie cieplne i regulować ich temperaturę.

Źródło: GeekWeek.pl/phys.org