Εμπνευσμένοι από τις δυναμικές ιδιότητες αλλαγής χρώματος του δέρματος καλαμαριού, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine ανέπτυξαν μια μέθοδο για την κατασκευή ενός υλικού ρύθμισης της θερμότητας που αναπνέει και πλένεται και που μπορεί να ενσωματωθεί σε εύκαμπτο ύφασμα.
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Alon Gorodetsky μιμήθηκε τα χρωματοφόρα, αυτά τα εξειδικευμένα κύτταρα στο δέρμα του καλαμαριού που του επιτρέπουν να αλλάζουν χρώμα και μοτίβο όταν διαστέλλονται ή συστέλλονται.
Αντί να χρησιμοποιήσει το ορατό φως, η ομάδα κατασκεύασε ένα σύνθετο υλικό που λειτουργεί στο υπέρυθρο φάσμα. Καθώς το ανθρώπινο σώμα θερμαίνεται εκπέμπει μέρος της θερμότητάς του ως αόρατη, υπέρυθρη ακτινοβολία (έτσι λειτουργούν οι θερμικές κάμερες). Τα ρούχα αντιδρούν σε αυτή την εκπομπή και με τα θερμορρυθμιστικά χαρακτηριστικά που διαθέτουν μπορούν να προσαρμοστούν στην επιθυμητή θερμοκρασία του χρήστη.
Το υλικό αποτελείται από ένα πολυμερές καλυμμένο με νησίδες χαλκού, το τέντωμα του οποίου τις διαχωρίζει και αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο μεταδίδουν και αντανακλούν το υπέρυθρο φως. Αυτή η καινοτομία προσφέρει την δυνατότητα ελέγχου της θερμοκρασίας ενός ενδύματος.
«Το δέρμα του καλαμαριού είναι πολύπλοκο, αποτελείται από πολλαπλά στρώματα που συνεργάζονται για να χειραγωγήσουν το φως και να αλλάξουν το συνολικό χρώμα και το σχέδιο του θαλάσσιου οργανισμού», δήλωσε ο συγγραφέας Alon Gorodetsky. «Μερικά από τα στρώματα περιέχουν κύτταρα που ονομάζονται χρωματοφόρα, τα οποία αλλάζουν κατάσταση από διαστολή σε συστολή και αντίστροφα (με τη δράση των μυών) και μεταβάλλουν τον τρόπο με τον οποίο το δέρμα μεταδίδει και αντανακλά το ορατό φως».
Η ευελιξία και η προσαρμοστικότητα του υφάσματος σημαίνει ότι θα μπορούσε να βρει μια σειρά εφαρμογών στην καθημερινή ένδυση, ειδικά σε ρουχισμό εξωτερικού χώρου όπως μπουφάν, γάντια και άλλα θερμικά ρούχα. Αλλά αυτό που κάνει αυτή την καινοτομία ακόμη πιο συναρπαστική είναι η αναπνοή, η δυνατότητα πλύσης και η ικανότητά της να ενσωματώνεται με υπάρχοντα υφάσματα χωρίς συμβιβασμούς στην απόδοση.
Οι ερευνητές το πέτυχαν αυτό τοποθετώντας μια λεπτή, προστατευτική μεμβράνη πάνω στο ύφασμα, διασφαλίζοντας ότι αντέχει στο πλύσιμο χωρίς να υποβαθμιστεί. Επίσης, τρύπησαν το υλικό για να το κάνουν να αναπνέει, προσφέροντας διαπερατότητα αέρα και υδρατμών συγκρίσιμη με το βαμβάκι. Αυτό σημαίνει ότι το ύφασμα όχι μόνο διαχειρίζεται την θερμότητα του σώματος αλλά διατηρεί και την άνεση, καθιστώντας το ιδανικό για καθημερινής χρήσης ρούχα.
Δοκιμές που έγιναν με φασματοσκοπία υπέρυθρης ακτινοβολίας και μεθόδους δυναμικής θερμορύθμισης έδειξαν ότι ακόμη και με αυτές τις βελτιώσεις, το ύφασμα διατήρησε τις ιδιότητες ελέγχου της θερμότητας. Πέρα από τα ρούχα, η ομάδα πιστεύει ότι οι τεχνικές κατασκευής που χρησιμοποιούνται για την δημιουργία αυτού του υφάσματος θα μπορούσαν να εφαρμοστούν και σε άλλες φορητές τεχνολογίες, όπως ελαστικά ηλεκτρονικά υφάσματα, αλλά και υφάσματα που απορροφούν ενέργεια.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο APL Bioengineering
