ساخت پارچه ای فوق سبک و عایق با الهام از خرس قطبی

ساخت پارچه ای فوق سبک و عایق با الهام از خرس قطبی

به گزارش گروه هوش مصنوعی، دانشمندان چینی با الهام از خرس های قطبی موفق به ابداع پارچه ای فوق سبک با میزان عایق بودن بالا شده اند.


به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، دانشمندان دانشگاه ججیانگ(Zhejiang) چین الیافی انقلابی بوجود آورده اند که می تواند صنعت نساجی را متحول کند. این تیم به رهبری دانشیار گائو ویوی و پروفسور بای هائو، برای غلبه بر محدودیت های هواژل از طبیعت الهام گرفتند.
هواژل یک ماده تولیدی است که کمترین چگالی را در بین مواد جامد دارد. این ماده از یک ژل به دست می آید که در آن، قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می گردد. نتیجه ی این فرایند، ماده ای جامد با چگالی خیلی کم و در عین حال، خصوصیت قابل توجه در زمینه عایق گرمایی است.
پژوهشگران این مطالعه با خود گفتند برای الهام گرفتن چه حیوانی بهتر از خرس قطبی برای غلبه بر محدودیت های سبک ترین ماده جامد جهان که عایق حرارتی فوق العاده ای هم باشد؟
هواژل سنتی باآنکه به شکل گسترده در صنعت هوافضا استفاده می شود، اما تا حدی به سبب شکنندگی و پردازش دشوار آن در سایر زمینه ها کاربرد کمی پیدا کرده است. الیاف هواژل علاوه بر عدم استقامت و انعطاف مورد نیاز برای شکل دادن به صورت نوعی منسوجات کاربردی، قابل شستشو هم نیستند و به سرعت قابلیت عایق حرارتی خویش را در محیط های مرطوب از دست می دهند.
با این وجود، خیلی از حیوانات بگونه ای تکامل یافته اند که خزهای ویژه ای دارند که سالها آنها را از زندگی در محیط های بسیار سرد محافظت می کند و آنها را گرم و خشک نگه می دارد.
این تیم تحقیقاتی یک فیبر هواژل محصور شده(EAF) با ساختار پوسته-هسته، شبیه به موهای خرس قطبی طراحی کردند که عملکرد و دوام آنرا به صورت قابل توجهی می افزاید.
کشف اسرار طبیعت برای تولید الیاف پیشرفته
خرس های قطبی دارای موهایی با ساختار پوسته-هسته ای منحصر به فرد هستند که بعنوان طرح اولیه نوآوری پژوهشگران چینی عمل کرده است. هسته متخلخل محصور شده در یک پوسته متراکم موی خرس قطبی، یک عایق حرارتی استثنایی را در عین حفظ استقامت و انعطاف پذیری فراهم می آورد، خصوصیت هایی که برای گرم و خشک نگه داشتن خز در محیط های بسیار سرد ضروریست.
این تیم با تقلید از این ساختار، یک الیاف پلیمری هواژل قوی با منافذ لایه ای ایجاد کرد و آنرا درون یک لایه لاستیکی نازک و قابل کشش قرار داد. این کار به EAF اجازه می دهد تا خم شود و پیچ بخورد و بر محدودیت شکنندگی هواژل سنتی سیلیسی غلبه کند.
پروفسور بای هائو در گفتگو با رسانه ساوث چاینا مورنینگ پست اظهار داشت: الیاف ما با وجود تخلخل داخلی بالای ۹۰ درصدی، تا ۱۰۰۰ درصد قابل کشش است و به صورت قابل توجهی بهتر از الیاف هواژل سنتی که حدود دو درصد انعطاف دارند، عمل می کند.
کاربرد از ژاکت تا لباس فضایی
کاربردهای عملی EAF گسترده است. پژوهشگران امکان استفاده از آنرا در بافتن یک بلوز عایق حرارتی قابل مقایسه با یک ژاکت معمولی اما تنها با یک پنجم ضخامت نشان دادند.
در آزمایشی که در محیط منفی ۲۰ درجه سانتیگرادی انجام شد، ماده EAF قابلیت های برتر عایق بودن خویش را به نمایش گذاشت و در حفظ دمای سطح، عملکرد بهتری از پارچه، پشم و پنبه داشت.
علاوه بر این، الیاف EAF قابل شستشو و رنگرزی است و جهت استفاده روزمره در منسوجات مناسب می باشد. این یک پیشرفت قابل توجه نسبت به هواژل سنتی سیلیسی است که خواص عایق حرارتی خویش را در محیط های مرطوب از دست می دهد.
پژوهشگران تاکید نمودند که EAF خواص خویش را حتی بعد از پیمودن ۱۰ هزار چرخه کشش حفظ می نماید که نشان دهنده پتانسیل آن جهت استفاده چند منظوره فراتر از منسوجات عایق حرارتی است.
در حالیکه پتانسیل بسیار زیادی جهت استفاده از این الیاف نوین در کاربردهای غیرنظامی وجود دارد، پروفسور ژانگ شیوتونگ از موسسه فناوری نانو و نانوبیونیک سوژو، چالش های تولید انبوه آنرا متذکر می شود.
وی ضمن اشاره به کاربرد بالقوه آن در زمینه هایی مانند تولید لباس های نظامی و لباس های فضایی در محیط های بسیار سرد اظهار داشت: چالش هایی در مورد چگونگی توسعه این فناوری و فرآیندهایی که برای تولید انبوه آن ضروری هستند، وجود دارد.
یافته های این تیم در مجله ساینس(Science) انتشار یافته است.




منبع:

1402/10/06
08:39:53
5.0 / 5
255
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۴ بعلاوه ۳
لینک دوستان گروه هوش مصنوعی
گروه هوش مصنوعی
iagrp.ir - مالکیت معنوی سایت گروه هوش مصنوعی متعلق به مالکین آن می باشد