Loại vải thông minh có thể tự nóng thêm 30 độ C khi trời lạnh

Theo Live Science, trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã phát triển những vật liệu có thể giúp duy trì nhiệt độ cơ thể trong môi trường lạnh. Những vật liệu này có thể được sử dụng trong thiết bị cứu hộ trên núi hoặc thậm chí trong quần áo cho thú cưng.

Tuy nhiên, các thiết kế hiện tại thường dựa vào những thành phần đắt đỏ như vật liệu nano kim loại hoặc các bộ phận sưởi ấm chạy bằng pin cồng kềnh.

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

Loại vải mới chứa các hạt nano của hai loại polymer là polyaniline (PANI) và polydopamine (PDA). Chúng được nhúng trong lớp sợi polyurethane nhiệt dẻo (PTU), một vật liệu phổ biến trong sản xuất quần áo chống thấm nước và đồ thể thao.

Nhóm nghiên cứu cũng thêm các loại thuốc nhuộm nhạy nhiệt (thermochromic) vào trong quá trình kéo sợi, tạo ra những sợi vải có khả năng đổi màu khi nhiệt độ tăng lên.

Những sợi mới này có thể dễ dàng được dệt thành vải và nhóm nghiên cứu đã đan một chiếc áo len tí hon cho gấu bông để thử nghiệm tính năng của loại vật liệu thông minh.

Theo đó, chiếc áo len màu đỏ nóng thêm hơn 30 độ và đạt 53,5 độ C chỉ sau 10 phút phơi nắng. Khi nhiệt độ tăng lên, các phân tử thuốc nhuộm đỏ thay đổi cấu trúc hóa học, khiến màu sắc chuyển từ đỏ sang trắng.

Báo cáo nghiên cứu cho biết, vải thông minh này có kết cấu mềm mại và đàn hồi, có thể kéo giãn gấp năm lần kích thước ban đầu mà vẫn giữ được khả năng đổi màu và thay đổi nhiệt độ ngay cả sau 25 lần giặt.

“Chúng tôi ưu tiên độ bền, đảm bảo loại vải này có thể chịu được việc sử dụng nhiều lần và tiếp xúc với môi trường trong thời gian dài mà vẫn giữ được các tính năng đột phá”, kỹ sư Li nói.

Nhóm nghiên cứu hiện đang chuẩn bị đưa vật liệu này vào sản xuất thương mại, nhưng vẫn cần tiến hành thêm các thử nghiệm trước khi có thể ứng dụng rộng rãi.

“Bước tiếp theo của nghiên cứu là giảm chi phí sản xuất, mở rộng quy mô chế tạo và đảm bảo sợi vải an toàn khi tiếp xúc với da trong thời gian dài”, kỹ sư Li nói.