Vědci pracují na materiálu s nanodiamanty

Vědci z RMIT University, používají nanodiamanty k vytvoření chytrých textilií, které dokážou lidi rychleji zchladit.

Studie zjistila, že tkanina vyrobená z bavlny potažené nanodiamanty pomocí metody zvané elektrostatické zvlákňování vykazovala během procesu ochlazování snížení o 2-3 stupně ve srovnání s neošetřenou bavlnou.

Dělají to tak, že odvádějí tělesné teplo a uvolňují ho z látky, což je výsledek neuvěřitelné tepelné vodivosti nanodiamantů.

Vedoucí projektu a hlavní lektor RMIT, Dr Shadi Houshyar, řekl, že existuje velká příležitost využít tyto poznatky k vytvoření nových textilií pro sportovní oblečení, a dokonce i osobní ochranné oděvy, jako jsou spodní vrstvy, které udrží hasiče v pohodě.

Studie také zjistila, že nanodiamanty zvyšují UV ochranu bavlny, takže je ideální pro letní outdoorové oblečení.

„I když se 2 nebo 3 stupně nemusí zdát jako velká změna, po delší dobu to znamená rozdíl v komfortu a dopadech na zdraví a z praktického hlediska by to mohl být rozdíl mezi ponecháním vaší klimatizace vypnuté nebo jejím zapnutím,“ řekl Houshyar.

„Existuje také potenciál prozkoumat, jak lze nanodiamanty použít k ochraně budov před přehříváním, což může mít přínos pro životní prostředí.“

Předpokládalo se, že použití této látky v oděvech povede k 20-30% úspoře energie díky nižšímu používání klimatizace.

Výzkumný tým se sídlem v Centru pro materiálové inovace a budoucí módu (CMIFF) se skládá z inženýrů RMIT a textilních výzkumníků, kteří mají rozsáhlé zkušenosti s vývojem inteligentních textilií nové generace a také spolupracují s průmyslem na vývoji realistických řešení.

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, nanodiamanty nejsou stejné jako diamanty, které zdobí šperky, řekla Houshyarová.

„Ve skutečnosti je jejich výroba levná. Levnější než oxid grafenu a jiné typy uhlíkových materiálů,“ řekla.

„I když mají strukturu uhlíkové mřížky, jsou mnohem menší. Lze je také snadno vyrobit pomocí metod, jako je detonace nebo z odpadních materiálů.“

Bavlněný materiál byl nejprve potažen lepidlem, poté elektrostatickým zvlákňováním polymerním roztokem vyrobeným z nanodiamantů, polyuretanu a rozpouštědla.

Tento proces vytváří na bavlněných vláknech síť nanovláken, která se následně vytvrzují, aby se spojila.

Vedoucí výzkumu a asistentka výzkumu RMIT, doktorka Aisha Rehmanová, uvedla, že povlak s nanodiamanty byl záměrně aplikován pouze na jednu stranu látky, aby se omezilo přenosu tepla v atmosféře zpět do těla.

„Strana látky s nanodiamantovým povlakem je to, co se dotýká pokožky. Nanodiamanty pak přenášejí teplo z těla do vzduchu,“ řekla Rehmanová, která na studii pracovala v rámci svého doktorandského studia.

Nanodiamanty byly pro tuto studii vybrány kvůli jejich silným vlastnostem tepelné vodivosti, řekla Rehmanová. Nanodiamanty, často používané v IT, mohou také pomoci zlepšit tepelné vlastnosti kapalin a gelů a také zvýšit korozní odolnost kovů.

„Nanodiamanty jsou také biokompatibilní, takže jsou pro lidské tělo bezpečné. Má proto velký potenciál nejen v textilu, ale také v biomedicínské oblasti,“ řekla Rehmanová.

Zatímco výzkum byl stále předběžný, Houshyar uvedl, že tato metoda nanášení nanovláken na textilie má silný komerční potenciál.

„Tento přístup elektrostatického zvlákňování je přímočarý a může výrazně snížit rozmanitost výrobních kroků ve srovnání s dříve testovanými metodami, které se vyznačují zdlouhavými procesy a plýtváním nanodiamanty,“ řekl Houshyar.

Další výzkum bude studovat odolnost nanovláken, zejména během procesu praní.

Odkaz na výzkum (DOI):„Imobilizace nanodiamantů na bavlněnou tkaninu prostřednictvím polyuretanových nanovlákenných povlaků pro letní oblečení“ byla publikována v Polymers for Advanced Technologies 10.1002/pat.6222.

Spoluautoři: Aisha Rehman, Shadi Houshyar, Azadeh Mirabedini, Stephen Michielsen a Xin Wang.