Phát minh loại vải có thể nóng thêm 30 độ C trong thời tiết cực lạnh

Polyme quang nhiệt có thể chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt

Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã thiết kế áo giữ nhiệt giúp duy trì nhiệt độ cơ thể trong môi trường lạnh. Những loại vải như vậy có thể được sử dụng trong thiết bị cứu hộ trên núi, nhưng các thiết kế hiện tại thường dựa vào các thành phần đắt tiền như vật liệu nano kim loại hoặc các bộ phận làm nóng chạy bằng pin cồng kềnh.

Để giải quyết những vấn đề này, kỹ sư hóa học Yuning Li và các đồng nghiệp tại Đại học Waterloo ở Canada đã tìm đến polyme quang nhiệt, đây là vật liệu giống nhựa có khả năng chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt.

Các hạt nano của hai loại polyme — polyaniline (PANI) và polydopamine (PDA) được nhúng trong sợi polyurethane nhiệt dẻo (PTU), một vật liệu được sử dụng rộng rãi để sản xuất quần áo chống thấm nước và đồ thể thao.

Nhóm nghiên cứu cũng kết hợp nhiều loại thuốc nhuộm phản ứng với nhiệt độ (thermochromic) vào hỗn hợp trong quá trình kéo sợi, tạo ra một loạt các sợi đổi màu khi nhiệt độ của vật liệu tăng lên.

Những sợi mới này dễ dàng được dệt thành vải và nhóm đã đan một chiếc áo len nhỏ cho một chú gấu bông để kiểm tra các đặc tính của vật liệu thông minh. Chiếc áo len đạt nhiệt độ ấn tượng 53,5 độ C chỉ sau 10 phút phơi nắng. Khi nhiệt độ tăng lên, các phân tử thuốc nhuộm màu đỏ thay đổi cấu trúc hóa học, khiến chúng chuyển sang màu trắng.

Theo nghiên cứu, loại vải thông minh này có kết cấu mềm mại và đàn hồi, cho phép vật liệu co giãn gấp năm lần kích thước ban đầu và giữ nguyên đặc tính thay đổi màu sắc và nhiệt độ ngay cả sau 25 lần giặt.