Naukowcy opracowali rewolucyjne koszulki na bazie grafenu, obniżające temperaturę ciała. Technologia znajdzie też zastosowanie w kosmosie

Odzież wykonana z grafenu może pewnego dnia uczynić ludzi kuloodpornymi. Materiał ten ma zdolność do magazynowania nieskończonych ilości energii cieplnej, przewodzi prąd, odpycha bakterie i rozprasza nadmiar wilgoci w ciele. Naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze opracowali prototypowe ubranie wykonane z grafenu, które pozwala na pełną kontrolę promieniowania cieplnego. Wyniki badań naukowców nad właściwościami optycznymi tego materiału znajdą zastosowanie m.in. przy zarządzaniu temperaturą satelitów krążących wokół Ziemi.

Naukowcy z Narodowego Instytutu Grafenu z Uniwersytetu w Manchesterze stworzyli prototypowe inteligentne tkaniny, które mogą obniżyć temperaturę ciała. Ludzki organizm emituje energię w postaci fal elektromagnetycznych w spektrum podczerwieni. W cieplejszym klimacie promieniowanie podczerwone można wykorzystać tak, aby obniżyć temperaturę ciała, za pomocą tkanin przezroczystych w podczerwieni. Z kolei osłony blokujące podczerwień pozwalają zminimalizować straty energii z ciała.

Zdolność kontrolowania promieniowania cieplnego jest kluczową koniecznością w kilku krytycznych zastosowaniach, takich jak zarządzanie ciepłotą ciała w warunkach zwiększonej temperatury. Koce termiczne są powszechnym przykładem stosowanym do tego celu. Jednak utrzymanie tych funkcji w miarę nagrzewania się lub stygnięcia otoczenia było wyjątkowym wyzwaniem – tłumaczy kierujący badaniami prof. Coskun Kocabas z Narodowego Instytutu Grafenu na Uniwersytecie w Manchesterze.

Technologia wykorzystuje warstwy grafenu do kontroli promieniowania cieplnego z powierzchni tekstylnych. Naukowcom z Manchesteru udało się elektrycznie dostroić emisyjność w podczerwieni, czyli zdolność do emitowania energii, warstw grafenu zintegrowanych z tekstyliami. Wykorzystali tę technologię w koszulce, która pozwoliła użytkownikowi wyświetlać zakodowane wiadomości, odczytywane tylko przez kamery na podczerwień. Jak jednak przekonują naukowcy, zastosowanie technologii jest znacznie szersze.

Udana demonstracja modulacji właściwości optycznych na różnych materiałach pozwoli wykorzystać wszechstronne zastosowanie struktur włóknistych i umożliwić wykorzystanie nowych technologii działających w podczerwieni i innych obszarach spektrum elektromagnetycznego do szerokiego wachlarza zastosowań, w tym wyświetlaczy tekstylnych, komunikacji, adaptacyjnych kombinezonów kosmicznych i mody – wymienia prof. Kocabas.

O właściwościach grafenu mówi się już od dawna, także w kontekście przemysłu odzieżowego. W  Korei Południowej stworzono odzież z grafenu, która działa jak czujnik gazu. Opracowano już także kurtki narciarskie, które pozwalają zachować odpowiednią temperaturę użytkownikowi. Materiał ten jest też ognio- i wodoodporny. Teoretycznie odzież grafenowa może pewnego dnia uczynić ludzi kuloodpornymi, a materiał ma zdolność do magazynowania nieskończonych ilości energii cieplnej. Przewodzi również prąd, odpycha bakterie, rozprasza nadmiar wilgoci w ciele. Możliwości jego zastosowania jest nieskończenie wiele.

Nasze badania pokazują możliwość przekształcenia wyjątkowych właściwości optycznych grafenu w nowatorskie technologie wspomagające. Wykazanych możliwości nie można osiągnąć w przypadku konwencjonalnych materiałów – przekonuje badacz z Narodowego Instytutu Grafenu.

Kontrola promieniowania cieplnego grafenu może znaleźć zastosowanie m.in. w kosmosie. Nie tylko przy tworzeniu skafandrów dla kosmonautów, lecz także do regulacji temperatury satelitów.

Kolejnym wyzwaniem w tym obszarze badań jest potrzeba dynamicznego zarządzania temperaturą satelitów krążących wokół Ziemi. Satelity na orbicie doświadczają przekroczenia temperatury, gdy są zwrócone w stronę Słońca, i zamarzają w cieniu Ziemi. Nasza technologia umożliwi dynamiczne zarządzanie temperaturą satelitów poprzez kontrolowanie promieniowania cieplnego i regulację temperatury satelity na żądanie – wyjaśnia prof. Coskun Kocabas.