ಸ್ವಯಂ-ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಶಾಖದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಜವಳಿ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್

ನಮ್ಮ ದೇಹವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೊದಲ ತಾಪಮಾನ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜವಳಿ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ ಶಾಖ ಜೊತೆ ವಿನಿಮಯ ಪರಿಸರ

ನಮ್ಮ ದೇಹವು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಶಾಖ ಅತಿಗೆಂಪು ವಿಕಿರಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 40 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಹೃದಯ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಮಾನವ ದೇಹವು ರೇಡಿಯೇಟರ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಬಟ್ಟೆಗಳು ಅತಿಗೆಂಪು ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಮ್ಮನ್ನು ಬೆಚ್ಚಗಾಗಲು ಅಥವಾ ತಂಪಾಗಿರಿಸಲು ಈ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ನಾವು ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ. ನಮ್ಮ ದೇಹವನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿ ತಂಪಾಗಿರಿಸಲು ಈ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುವ ಬದಲು ಅದನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಬಟ್ಟೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬಹಳ ಸಮಯದಿಂದ ಬಯಸಿದ್ದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬಾಹ್ಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಜವಳಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಪರಿಸರ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅವರು ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ತಾಪನ ಎರಡನ್ನೂ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಪರಿಸರದಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಮಾನವರಾದ ನಮಗೆ ಇರುವ ಏಕೈಕ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ಆರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಧರಿಸುವುದು.

ಹೊಸ ವಿಶಿಷ್ಟ ಜವಳಿ

ಅಮೆರಿಕದ ಮೇರಿಲ್ಯಾಂಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಿನೂತನ ಬಟ್ಟೆಯನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಬಾಹ್ಯ ಹವಾಮಾನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ದೇಹದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು 'ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ' ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಅನ್ನು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಶಾಖ ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ನೂಲಿನಿಂದ (ಪಾಲಿಮರ್ ಫೈಬರ್) ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ಎಳೆಗಳು ಶಾಖಕ್ಕೆ (ಅಥವಾ ಅತಿಗೆಂಪು ವಿಕಿರಣ) ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡಲು ಅಥವಾ ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲು 'ಗೇಟ್' ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಈ 'ಗೇಟ್' ಬಹಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಬುದ್ಧಿವಂತಿಕೆಯಿಂದ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಯಾವಾಗ ಹೊರಗೆ ಹವಾಮಾನ ಬಿಸಿ ಮತ್ತು ಆರ್ದ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಫೈಬರ್ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ನ ಎಳೆಗಳು ಮತ್ತು ಫೈಬರ್ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಟ್ಟೆಯ ನೇಯ್ಗೆ ತೆರೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಒಮ್ಮೆ 'ತೆರೆದ', ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ನಮ್ಮ ದೇಹದಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಶಾಖವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಅನುಮತಿಸುವ ಮೂಲಕ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಬಟ್ಟೆಯು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುವುದರಿಂದ ಇದು ನಮಗೆ ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಹೊರಗಿನ ಹವಾಮಾನವು ಶುಷ್ಕ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿರುವಾಗ, ಫೈಬರ್ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಚ್ಚುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಶಾಖವು ಹೊರಹೋಗುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಅಂತರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಬೆಚ್ಚಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಬಾಹ್ಯ ಪರಿಸರದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅತಿಗೆಂಪು ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಗೇಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಅದರ ಹಿಂದೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ಬಟ್ಟೆಯ ನವೀನತೆಯು ಅದರ ಮೂಲ ನೂಲು ಕಾರಣವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಎರಡು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಸಿಂಥೆಟಿಕ್‌ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ವಸ್ತುಗಳನ್ನು, ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಟ್ರೈಯಾಸೆಟೇಟ್ ಫೈಬರ್ಗಳು, ಇದು ನೀರನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಡೈಯಿಂಗ್‌ಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ದ್ರಾವಣದ ಡೈಯಿಂಗ್‌ಗೆ ಹೋಲುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಬನ್-ಆಧಾರಿತ ಹಗುರವಾದ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು - ವಾಹಕ ಲೋಹದಿಂದ ಲೇಪಿತ ಫೈಬರ್‌ನ ಎಳೆಗಳು. ದ್ವಂದ್ವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಫೈಬರ್ ತೇವಾಂಶದಂತಹ ತೇವಾಂಶದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಅದು ವಾರ್ಪ್ ಆಗುತ್ತದೆ. ಲೇಪನದ ಒಳಗಿನ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅದು 'ನಿಯಂತ್ರಕ-ಸ್ವಿಚ್' ನಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಬಾರಿಯೂ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಜೋಡಣೆಯಲ್ಲಿನ ಈ ಬದಲಾವಣೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಶಾಖವನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಅದನ್ನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಅನ್ನು ಧರಿಸಿರುವ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಈ ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಇದನ್ನು ಒಂದು ನಿಮಿಷದಲ್ಲಿ ತಕ್ಷಣವೇ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಉಷ್ಣ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ತಾನಾಗಿಯೇ ಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಬ್ಬರ ಚರ್ಮದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ತೇವಾಂಶದ ಮಟ್ಟವು ಬದಲಾದಾಗ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು 35 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ಬದಲಾಗಬಹುದು.

ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಭವಿಷ್ಯದ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಸ್ಕೇಲೆಬಿಲಿಟಿ ತೋರಿಸಲು ತಂಡವು 0.5 m2 ಸ್ವಾಚ್ ಅನ್ನು ಹೆಣೆದಿದೆ. ತೇವಾಂಶವುಳ್ಳ ಮತ್ತು ಶುಷ್ಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಫೈಬರ್ ಅಂತರದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಕಾನ್ಫೋಕಲ್ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್‌ನ ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಡೈಯಡ್ ಸ್ವಾಚ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲಾಗಿದೆ. ಫೈಬರ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು, ಅವರು ಆರ್ದ್ರತೆ-ಬದಲಾಯಿಸುವ ಪರಿಸರ ಚೇಂಬರ್‌ಗೆ ಲಗತ್ತಿಸಲಾದ ಫೋರಿಯರ್-ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮ್ ಐಆರ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಬಟ್ಟೆಯ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಸ್ವಚ್. ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟೆನ್ಸ್ನಲ್ಲಿ 35 ಪ್ರತಿಶತ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಅವರು ಗಮನಿಸಿದರು. ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿಮಿಷದಲ್ಲಿ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ತಾಪನ ಮೋಡ್‌ಗೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು.

ಇದು ನಿಜವಾದ ಬಟ್ಟೆಯಂತೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆಯೇ?

ಹೊರಗಿನ ಹವಾಮಾನವು ತಂಪಾಗಿರುವಾಗ ಮತ್ತು ಶುಷ್ಕವಾಗಿರುವಾಗ ಮತ್ತು ಹವಾಮಾನವು ಬಿಸಿ ಮತ್ತು ಆರ್ದ್ರವಾಗಿರುವಾಗ ತಂಪಾಗಿರುವಾಗ ವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೆಚ್ಚಗಾಗಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಕಾದಂಬರಿಯ ಬಟ್ಟೆಯನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ನಿಜಕ್ಕೂ ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿದೆ! ಬಟ್ಟೆಯನ್ನು ಹೆಣೆದ ಅಥವಾ ಬಣ್ಣ ಹಾಕಬಹುದು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ರೀಡಾ ಉಡುಪುಗಳಿಗೆ ಹೋಲುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ತೊಳೆಯಬಹುದು. ಈ ಬಟ್ಟೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ದೈನಂದಿನ ಬಳಕೆಗೆ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಈ ಕಾದಂಬರಿ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕ್‌ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ಘಟಕದೊಂದಿಗೆ ಸಹಯೋಗಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಆಶಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ ವಿಜ್ಞಾನ ಇದು ನವೀನ ಮತ್ತು ಭರವಸೆದಾಯಕವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅಂತಹ ಬಟ್ಟೆಯು ಕ್ರೀಡಾಪಟುಗಳು, ಕ್ರೀಡಾಪಟುಗಳು, ಶಿಶುಗಳು ಮತ್ತು ವಯಸ್ಸಾದ ಜನರಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಟ್ಟೆಯ ಸೌಕರ್ಯ ಮತ್ತು ಅನುಭವವನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ.

***

ಮೂಲಗಳು)

ಜಾಂಗ್ XA ಮತ್ತು ಇತರರು 2019. ಜವಳಿಯಲ್ಲಿ ಅತಿಗೆಂಪು ವಿಕಿರಣದ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಗೇಟಿಂಗ್. ವಿಜ್ಞಾನ. 363(6427)
http://doi.org/10.1126/science.aau1217

***