Bilim insanları, insanların ekstrem hava koşullarında üşümesini engellemek ve vücut ısı dengesini korumak amacıyla faz geçişli yeni bir akıllı kumaş türü üretti. Laboratuvar ortamında yürütülen çalışmalarda uzmanlar, doğal malzemelerin yumuşaklığını akıllı termoregülasyon sistemlerinin işlevselliğiyle birleştiren yeni bir sentetik lif geliştirmeyi başardı. Geliştirilen bu yeni malzeme, geleneksel pamuğun sunduğu hafiflik ve konfor hissini aynen korurken, dış etkenlere karşı aktif bir ısı koruma kalkanı görevi üstleniyor.
GELENEKSEL PAMUKLU KUMAŞLAR HİPOTERMİ RİSKİ YARATIYOR
Geliştirilen bu yeni teknolojinin temel çıkış noktası, geleneksel pamuklu kumaşların sahip olduğu yapısal problemlerden kaynaklanıyor. Geleneksel pamuklu kumaşların en büyük problemi, yüksek higroskopik (nem çekici) özelliğe sahip olmalarıdır. Pamuklu lifler ıslandığında veya yüksek neme maruz kaldığında suyu aktif olarak emmeye başlar; bu durum malzemenin hava boşluklu yapısını kaybettirerek yoğunlaşmasına ve ısıyı vücuttan daha hızlı uzaklaştırmasına neden olur. Soğuk hava koşullarında pamuklu giysilerin bu özelliği, vücudun aşırı soğumasını (hipotermi) hızlandırarak ciddi bir risk faktörüne dönüşür. Ancak sıcak havalarda nemin buharlaşması yoluyla soğutma sağladığı için aynı etki faydalı olabilmektedir.
Doğal liflerin yalıtım özelliklerini geliştirmek amacıyla daha önce de benzer girişimlerde bulunulmuştu. Bu yaklaşımlardan biri, sıcaklığa bağlı olarak ısıyı depolayabilen ve serbest bırakabilen faz geçişli kaplamaların kumaş yüzeyine uygulanmasıydı. Bu maddeler agresif sıcaklık değişimlerinde fiziksel hallerini değiştirerek ısı akışını düzenler. Ancak mevcut çözümlerin kumaşı sertleştirmek, zamanla bozulmak veya giysi yüzeyine sızmak gibi ciddi dezavantajları bulunuyordu.
PAMUĞUN HAVA BOŞLUKLU YAPISINDAN İLHAM ALINDI
Bu sınırlamaları ortadan kaldırmak amacıyla, aralarında Quan Shi ile ortak yazarlar Shihui Zhang ve Zhihua Zhang'ın da yer aldığı bir araştırma ekibi, pamuğun gözenekli ve hava boşluklu mimarisinden ilham alarak yeni bir sentetik lif yapısı geliştirdi. Kumaş yüzeyine dışarıdan kaplama yapmak yerine, mikroskobik hidrokarbon faz geçişli madde kapsülleri doğrudan polimer ağının içine, liflerin kendi yapısına entegre edildi. Bu yöntem, malzemenin kararlılığını ve uzun ömürlü olmasını sağladı.
Yeni malzemenin çalışma prensibi, içindeki faz geçiş maddesinin ortam sıcaklığına göre durum değiştirebilme yeteneğine dayanıyor. Düşük sıcaklıklarda bu madde katılaşarak lif yapısı içinde yoğun mikro bölgeler oluşturuyor ve ısının içeride tutulmasına yardımcı oluyor
Akıllı kumaşın bir diğer önemli avantajı ise yıkama ve aşınmaya karşı gösterdiği yüksek direnç oldu. Endüstriyel şartlarda yapılan 20 yıkama döngüsünün ardından bile malzeme, ısı yalıtım özelliklerinin yaklaşık yüzde 97'sini korumayı başardı, hacmini kaybetmedi ve orijinal hava boşluklu yapısına geri döndü. Araştırmacılar, mikrokapsüllerin faz geçiş maddesini güvenli bir şekilde içeride tuttuğunu, sızıntı ve bozulmaları önlediğini vurguladı.
