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.