Новая ткань одновременно охлаждает человека и получает энергию от движений

07.10.2026

Одежда обычно выполняет довольно простую задачу: защищает тело от окружающей среды и помогает поддерживать комфортную температуру. Однако современные материалы постепенно превращают привычные предметы гардероба в своеобразные носимые устройства, способные не только регулировать теплообмен, но и получать энергию непосредственно от человека. Исследователи из Университета Иллинойса разработали именно такой материал - напечатанную на 3D-принтере ткань, которая одновременно охлаждает тело и вырабатывает электричество во время движения.

Новая технология создана в Инженерном колледже Грейнджера. Основой материала служит композит на базе оксида циркония, нанесенный на текстильную подложку. В состоянии покоя такая поверхность способна отражать до 96% солнечного излучения, благодаря чему одежда значительно меньше нагревается под воздействием солнечных лучей. Одновременно материал помогает отводить тепло, выделяемое самим человеком, за счет его излучения в инфракрасном диапазоне.

Особенно интересные результаты специалисты получили при испытаниях температурных свойств ткани. Одежда, изготовленная из нового материала, оставалась на 3-6 градусов Цельсия холоднее окружающего воздуха. На первый взгляд такая разница может показаться небольшой, однако человеческий организм способен ощущать изменение температуры уже примерно на 1 градус. Поэтому разница в несколько градусов потенциально может существенно влиять на субъективное ощущение теплового комфорта, особенно при физической активности.

При этом материал способен выполнять еще одну функцию, совершенно не связанную с охлаждением. Когда человек двигается, ткань накапливает статическое электричество. Получаемой энергии недостаточно для питания мощных электронных устройств, однако ее количество уже позволяет работать с небольшими датчиками. Пиковая плотность мощности достигает 47 мВт/м2, а заявленная долговечность материала превышает 30 000 циклов. Таким образом, движение человека может использоваться не столько как полноценный источник энергии, сколько как способ формирования электрических импульсов, которые служат сигналами для различных электронных систем.

Разработчики предлагают несколько вариантов практического применения этой особенности. Например, подобную ткань можно использовать для изготовления пижамы со встроенными датчиками, которая будет регистрировать двигательную активность человека во время сна. Собранные сведения затем можно передавать для оценки качества сна и особенностей поведения. Аналогичный подход потенциально способен использоваться при наблюдении за маленькими детьми или пожилыми людьми, где информация о движении может служить дополнительным инструментом дистанционного контроля.

Чтобы продемонстрировать принцип работы технологии, ученые изготовили экспериментальный образец одежды с системой подогрева. Она должна включаться после того, как "наноткань" фиксирует начало движения человека. Сам нагревательный элемент при этом получал энергию от внешнего источника, а управление системой осуществлялось с помощью платформы Arduino. Такой эксперимент позволил показать, что электрические сигналы, возникающие при движении материала, можно использовать не только для измерений, но и для автоматического запуска определенных процессов.

Перспективность разработки связана также со способом ее производства. Материал наносится на текстиль с помощью трехмерной печати, что потенциально упрощает его масштабирование и делает технологию пригодной для дальнейшего промышленного применения. В будущем подобный подход может использоваться при создании спортивной одежды, носимых сенсоров и других изделий, в которых одновременно требуются эффективный теплообмен и взаимодействие с электронной аппаратурой.

<< Назад: Музыкальный плеер New Matter Sudo SP-01 08.10.2026

>> Вперед: Компактная колонка Marshall Bromley 150 07.10.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Увеличение жизни ультрахолодных молекул 17.08.2021 Исследование молекул, охлажденных до очень низких температур, важно для развития квантовых симуляций, прецизионных измерений, ультрахолодной химии и многого другого. Для этого физикам нужно научиться охлаждать их, собирать и удерживать, а также защищать от разрушения. Последний фактор существенно ограничивает круг экспериментов и явлений, которые ученые могли бы исследовать в таких системах. Главный канал распада ультрахолодных молекул - это их неупругие столкновения друг с другом. Чтобы их избежать, ученые применяют экранирование, то есть создание дополнительного отталкивания между молекулами на расстояниях, на которых начинаются неупругие процессы взаимодействия. На сегодняшний день уже реализовано экранирование атомов и молекул множеством различных методов. Например, ученые научились защищать ультрахолодные молекулы KRb друг от друга с помощью постоянных электрических полей. Несмотря на достигнутый прогресс, физики постоянно ищут новые режимы, которые бы позволили увеличить время жизни таких молекул. Исследователи из Кореи и США при участии Тиджс Карман (Tijs Karman) из Кембриджского университета использовали микроволновое излучение, чтобы экранировать друг от друга две молекулы CaF, удерживаемых оптическими пинцетами. Они показали, что управлением параметрами внешний полей можно переключать молекулы между режимами экранирования и антиэкранирования, меняя их время жизни в 24 раза. Идея такого экранирования основывается на понятии "одетых" состояний. Если двухуровневую систему облучать ("одевать") резонансным переменным полем, то населенность ее состояний будет осциллировать с частотой Раби. Управляя параметрами поля, можно добиться того, что между молекулами, находящихся в "одетых" состояниях, возникнет сильное дальнодействующее диполь-дипольное взаимодействие, которое может быть как притягивающим, так и отталкивающим. Последнее зависит в том числе и от того, какие именно состояния "одеваются" полем. Для реализации этого принципа авторы предварительно готовили две молекулы CaF, пойманные каждая в свою ловушку оптического пинцета, приложив магнитное поле величиной 27 гаусс. После чего физики на какое-то время сталкивали их в присутствии микроволнового поля, разносили в разные стороны и с помощью метода лямбда-визуализации смотрели, распались они или нет. Таким образом, ученые смогли построить долю "выживших" молекул в зависимости от времени взаимодействия. Меняя конфигурацию "одетых" состояний, авторы могли влиять на это число, сравнивая его с числом "голых" молекул, которые не испытывали воздействия микроволнами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026