Kutup ayılarının kürkü, son derece ısı yalıtımlı tekstiller için ilham kaynağı: Çinli araştırmacılar, kutup hayvanlarının tüyleri gibi yapılandırılmış, yani gözenekli bir çekirdeği ve bir kaplaması olan bir elyaf geliştirdi. Gözenekli iç kısım bol miktarda havayı hapsederek ısı kaybını en aza indirir. Sarma yapıya stabilite sağlar. Hangzhou'daki Zhejiang Üniversitesi'nden Mingrui Wu liderliğindeki grup, bu elyaflardan örülmüş bir sweatshirt'e sahipti. Bilim adamları “Science” dergisinde, eksi 20 santigrat derecede kumaşın vücutta beş kat daha kalın bir kuş tüyü ceket kadar ısı tuttuğunu yazıyor.
Wu ve meslektaşları, elyafın havadar çekirdeği için aerojel adı verilen bir madde kullandılar. Aerojeller 90 yılı aşkın bir süre önce geliştirildi; yalıtım malzemesi olarak çok uygun, oldukça gözenekli bir katı oluştururlar. Yazarlar aerojeller hakkında şöyle yazıyor: “Ne yazık ki, kırılganlıkları ve zayıf işlenebilirlikleri nedeniyle tekstildeki uygulamaları ciddi şekilde sınırlıdır.” Aerojel elyafını çok esnek bir plastik olan termoplastik poliüretanla kaplayarak bu engeli aştılar.
Wu'nun ekibi, uzunlamasına hizalanmış bir mikro yapı elde etmek için dondurarak döndürme tekniğini kullandı: sıvı aerojel ipliği, yönlü buz kristali büyümesi oluşturmak için soğuk bir bakır halkadan yavaşça geçiriliyor. Bu, büyük hava boşluklarına sahip katmanlı katı yapılar oluşturur. Dondurularak kurutulduktan sonra yapı stabildir.
Aşağı ceketten daha iyi
Aerojel lifi daha sonra bir poliüretan çözeltisinden geçer. Çözeltinin viskozitesine bağlı olarak lifli kabuğun farklı kalınlıkları vardır. Testler, 0,6 milimetre çapındaki bir çekirdeğin etrafındaki 0,08 milimetre kalınlığındaki poliüretan katmanın, yalıtım ve stabilite arasındaki en iyi uzlaşmayı temsil ettiğini gösterdi.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/FCEWCFJGJJF4XLIAHZIO4TDKBE.jpg)
Laboratuvar eti geliyor: “Üç ila beş yıl içinde AB'de de”
Hiçbir hayvan acı çekmez, iklim dostudur, ekolojiktir: Laboratuvar etinin vizyonu budur. ABD ve Singapur halihazırda kök hücre etini pazarlıyor ve ilk ürünler de yakında AB'de mevcut olabilir. Araştırmalar büyük ilerleme kaydetti ancak bazı sorular hala cevapsız kaldı.
Bilim insanları daha sonra yeni elyafın özelliklerini test etti. Lifi uzunluğunun on katı kadar uzattılar, böylece lif zarar görmeden hayatta kaldı. 10.000 kez iki kat uzunluğa kadar germe işlemi bile ısı yalıtımında herhangi bir değişikliğe neden olmadı. Çalışmanın yazarları, “Bu istikrarlı ısı yalıtım performansını, elyafın bütünlüğünü sağlayan sağlam kapsül katmanına bağlıyoruz” diye yazıyor.
Eksi 20 santigrat derecede pamuklu bir eşofmanın dış sıcaklığı 10,8 santigrat dereceydi; Yün bir sweatshirt için bu değer 7,2 derece, kaz tüyü bir ceket için 3,8 derece ve yeni elyaftan yapılmış bir sweatshirt için 3,5 dereceydi. Derece ne kadar düşük olursa giysi o kadar iyi yalıtım sağlar.
Yıkama ve boyama sorun değil
Yıkadıktan sonra da durum değişmedi. Bu, yeni elyafların bir başka avantajıdır, çünkü çoğu aerojel suyla temas ettiğinde işlevselliğini kaybeder. Araştırmacılar ayrıca liflerin boyanabileceğini de gösterdi. Bunu yapmak için boyaları aerojel çözeltisine karıştırdılar. Kabuk şeffaf olduğundan aerojel çekirdeğin renkleri görülebilmektedir. Kapsülleme hem boyayı hem de aerojeli aşınmaya karşı korur.
Çalışma yazarları yaklaşımlarını şöyle özetliyor: “Tekstilleri aerojel ile doping veya kaplamaya yönelik geleneksel stratejilerin aksine, aerojel elyafın termal ve mekanik özelliklerinin ayrı ayrı tasarlandığı biyomimetik bir yaklaşım kullandık.”
Yine “Bilim” dergisindeki bir yorumda, Suzhou'daki (Çin) Nano-Teknoloji ve Nano-Biyonik Enstitüsü'nden Zhizhi Sheng ve Xuetong Zhang, araştırma sonuçları hakkında şunları yazıyor: “Bu, kişisel kullanım için gelişmiş termal tekstillerin gelişimini tetikleyebilir ” Ancak, elyaf eğirmenin şu anda endüstriyel bir proses için çok yavaş olduğunu belirtiyorlar. Islak eğirme aynı sürede yaklaşık on kat daha fazla elyaf üretir. Yine de şunu belirtiyorlar: “Malzemeler ve üretimin eş zamanlı olarak geliştirilmesiyle, aerojel elyafların pek çok potansiyel uygulaması olabilir.”
Haberler
Wu ve meslektaşları, elyafın havadar çekirdeği için aerojel adı verilen bir madde kullandılar. Aerojeller 90 yılı aşkın bir süre önce geliştirildi; yalıtım malzemesi olarak çok uygun, oldukça gözenekli bir katı oluştururlar. Yazarlar aerojeller hakkında şöyle yazıyor: “Ne yazık ki, kırılganlıkları ve zayıf işlenebilirlikleri nedeniyle tekstildeki uygulamaları ciddi şekilde sınırlıdır.” Aerojel elyafını çok esnek bir plastik olan termoplastik poliüretanla kaplayarak bu engeli aştılar.
Wu'nun ekibi, uzunlamasına hizalanmış bir mikro yapı elde etmek için dondurarak döndürme tekniğini kullandı: sıvı aerojel ipliği, yönlü buz kristali büyümesi oluşturmak için soğuk bir bakır halkadan yavaşça geçiriliyor. Bu, büyük hava boşluklarına sahip katmanlı katı yapılar oluşturur. Dondurularak kurutulduktan sonra yapı stabildir.
Aşağı ceketten daha iyi
Aerojel lifi daha sonra bir poliüretan çözeltisinden geçer. Çözeltinin viskozitesine bağlı olarak lifli kabuğun farklı kalınlıkları vardır. Testler, 0,6 milimetre çapındaki bir çekirdeğin etrafındaki 0,08 milimetre kalınlığındaki poliüretan katmanın, yalıtım ve stabilite arasındaki en iyi uzlaşmayı temsil ettiğini gösterdi.
Laboratuvar eti geliyor: “Üç ila beş yıl içinde AB'de de”
Hiçbir hayvan acı çekmez, iklim dostudur, ekolojiktir: Laboratuvar etinin vizyonu budur. ABD ve Singapur halihazırda kök hücre etini pazarlıyor ve ilk ürünler de yakında AB'de mevcut olabilir. Araştırmalar büyük ilerleme kaydetti ancak bazı sorular hala cevapsız kaldı.
Bilim insanları daha sonra yeni elyafın özelliklerini test etti. Lifi uzunluğunun on katı kadar uzattılar, böylece lif zarar görmeden hayatta kaldı. 10.000 kez iki kat uzunluğa kadar germe işlemi bile ısı yalıtımında herhangi bir değişikliğe neden olmadı. Çalışmanın yazarları, “Bu istikrarlı ısı yalıtım performansını, elyafın bütünlüğünü sağlayan sağlam kapsül katmanına bağlıyoruz” diye yazıyor.
Eksi 20 santigrat derecede pamuklu bir eşofmanın dış sıcaklığı 10,8 santigrat dereceydi; Yün bir sweatshirt için bu değer 7,2 derece, kaz tüyü bir ceket için 3,8 derece ve yeni elyaftan yapılmış bir sweatshirt için 3,5 dereceydi. Derece ne kadar düşük olursa giysi o kadar iyi yalıtım sağlar.
Yıkama ve boyama sorun değil
Yıkadıktan sonra da durum değişmedi. Bu, yeni elyafların bir başka avantajıdır, çünkü çoğu aerojel suyla temas ettiğinde işlevselliğini kaybeder. Araştırmacılar ayrıca liflerin boyanabileceğini de gösterdi. Bunu yapmak için boyaları aerojel çözeltisine karıştırdılar. Kabuk şeffaf olduğundan aerojel çekirdeğin renkleri görülebilmektedir. Kapsülleme hem boyayı hem de aerojeli aşınmaya karşı korur.
Çalışma yazarları yaklaşımlarını şöyle özetliyor: “Tekstilleri aerojel ile doping veya kaplamaya yönelik geleneksel stratejilerin aksine, aerojel elyafın termal ve mekanik özelliklerinin ayrı ayrı tasarlandığı biyomimetik bir yaklaşım kullandık.”
Yine “Bilim” dergisindeki bir yorumda, Suzhou'daki (Çin) Nano-Teknoloji ve Nano-Biyonik Enstitüsü'nden Zhizhi Sheng ve Xuetong Zhang, araştırma sonuçları hakkında şunları yazıyor: “Bu, kişisel kullanım için gelişmiş termal tekstillerin gelişimini tetikleyebilir ” Ancak, elyaf eğirmenin şu anda endüstriyel bir proses için çok yavaş olduğunu belirtiyorlar. Islak eğirme aynı sürede yaklaşık on kat daha fazla elyaf üretir. Yine de şunu belirtiyorlar: “Malzemeler ve üretimin eş zamanlı olarak geliştirilmesiyle, aerojel elyafların pek çok potansiyel uygulaması olabilir.”
Haberler