Según CCTV.com, el equipo del profesor Feng Wei en la Universidad de Tianjin se inspiró en el mecanismo de absorción y secreción de sal de las plantas terrestres salino-alcalinas y desarrolló con éxito un tejido térmico solar molecular (MOST) con una eficiente conversión fototérmica y excelentes propiedades mecánicas.
En condiciones de frío extremo de -20 °C, la temperatura superficial de la prenda puede alcanzar rápidamente los 40 °C tras solo 12 segundos de exposición a la luz. Lo que es aún más sorprendente es que, incluso tras repetidos lavados y fricción, el rendimiento de almacenamiento de calor del tejido se mantiene estable. Además, este material permite un control preciso de la temperatura y puede utilizarse para terapias locales con compresas calientes.
Inspiración botánica para la innovación material
Los tejidos MOST anteriores habían tenido dificultades para lograr simultáneamente excelentes propiedades fototérmicas y mecánicas. Para solucionar este problema, el equipo de investigación se inspiró en la planta Atriplex juncea, una especie que prospera en suelos salino-alcalinos. Esta planta, tolerante a la sal, se adapta a ambientes extremos mediante un ciclo dinámico de hinchamiento, absorción y deshinchado de sales, secreción de sales y cristalización. Su mecanismo biológico de transporte de solutos mediado por disolventes y cristalización controlada inspiró la solución para el problema de adaptación de la interfaz entre los materiales MOST y los tejidos.
El equipo utilizó fibras huecas de gel de poliuretano termoplástico (TPU) como sustrato. Estas fibras fueron sumergidas en una solución especial de azobenceno/cloroformo. Las fibras primero absorbieron completamente la solución, hinchándose. Luego, al secarse, las moléculas de azobenceno se expulsaron desde el interior, formando una capa cristalina densa y uniforme (una capa de monocristales de azobenceno) sobre la superficie de la fibra. Esto no solo reforzó la estructura molecular dentro de la fibra, sino que también le confirió propiedades ópticas y mecánicas únicas.
Rendimiento excepcional y durabilidad
Los experimentos han demostrado que este nuevo tejido presenta excelentes capacidades de gestión térmica. Bajo luz azul de 420 nm, se calienta 25,5 °C en 70 segundos. Incluso con luz solar simulada a -20 °C, puede alcanzar un aumento de 21,2 °C en solo 50 segundos.
Además, el tejido es extremadamente duradero, conservando más del 90% de su rendimiento térmico después de 50 ciclos de fricción, 500 ciclos de estiramiento y flexión, e incluso 72 horas de lavado continuo. Esto supera con éxito los problemas de los materiales MOST tradicionales, como la tendencia a la descamación y su corta vida útil, que dificultaban su aplicación práctica.
Aplicaciones futuras y control preciso de la temperatura
El tejido puede controlar con precisión la temperatura de liberación de calor mediante el ajuste de la intensidad de la luz. Esta versatilidad lo hace ideal tanto para el calor diario como para su uso como dispositivo portátil de fisioterapia, proporcionando compresas de calor localizadas para pacientes con artritis y otras afecciones. En el futuro, podría utilizarse ampliamente en ropa inteligente, equipos de fisioterapia médica, equipos de protección para exteriores y otros campos.
Gurú Tecno ha comprobado de que los resultados de la investigación correspondiente se han publicado en la prestigiosa revista de materiales Advanced Materials, abriendo un nuevo camino para la próxima generación de tecnología de gestión térmica portátil.
El veredicto del Gurú: Tejido MOST: El futuro de la ropa inteligente y la termoterapia inspirado en la naturaleza
El desarrollo del tejido térmico solar molecular (MOST) por parte del equipo del profesor Feng Wei de la Universidad de Tianjin es una innovación que promete revolucionar la forma en que interactuamos con el frío y gestionamos el calor corporal. Inspirarse en la Atriplex juncea, una planta que prospera en condiciones extremas, para solucionar problemas de materiales es un ejemplo brillante de biomimética aplicada a la ingeniería.
La capacidad del tejido MOST de calentarse hasta 40 °C en tan solo 12 segundos bajo -20 °C es sencillamente espectacular. Esta velocidad y eficiencia en la conversión fototérmica lo convierten en un candidato ideal para una amplia gama de aplicaciones, desde ropa inteligente que se adapta al clima hasta equipos de protección para entornos hostiles.
Más allá del calentamiento rápido, la durabilidad extrema del material es un punto diferenciador clave. La retención de más del 90% del rendimiento térmico después de múltiples ciclos de fricción, estiramiento y lavado continuo aborda las debilidades fundamentales de los materiales MOST anteriores, haciéndolo verdaderamente práctico para el uso diario y a largo plazo.
La metodología de impregnación de fibras de TPU con azobenceno para formar una capa de monocristales no solo es ingeniosa, sino que demuestra una comprensión profunda de la microestructura necesaria para las propiedades ópticas y mecánicas deseadas. El control preciso de la temperatura de liberación de calor abre puertas no solo a la comodidad personal, sino también a la fisioterapia localizada. Imaginen prendas que alivien dolores de artritis o lesiones musculares de manera no invasiva y personalizable.
Este avance es un hito en la tecnología de gestión térmica portátil. El tejido MOST tiene el potencial de transformar la ropa de abrigo, los equipos deportivos, la indumentaria militar y los dispositivos médicos, ofreciendo una solución elegante y eficiente para mantenerse caliente y mejorar la calidad de vida en una multitud de contextos.
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