Ένα νέο, συνθετικό υλικό το οποίο μπορεί να ρυθμίζει μόνο του τη θερμοκρασία του, και ως εκ τούτου ενδείκνυται για μια τεράστια γκάμα εφαρμογών, αναπτύσσουν επιστήμονες στο University of Nottingham.
Το σχετικό paper (Temperature- dependent polymer absorber as a switchable state NIR reactor) δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports την Κυριακή. «Μια μεγάλη πρόκληση στην επιστήμη υλικών είναι να καταλάβουμε πώς να ρυθμίζουμε τη θερμοκρασία των τεχνητών υλικών, όπως μπορεί να το κάνει το ανθρώπινο σώμα σε σχέση με το περιβάλλον του» εξηγεί ο Μαρκ Άλστον, επικεφαλής συντάκτης και επίκουρος καθηγητής Περιβαλλοντικού Σχεδιασμού.
Στο πλαίσιο της νέας έρευνας χρησιμοποιήθηκε ένα δίκτυο πολλαπλών μικροκαναλιών με ρέοντα υγρά, ως μέθοδος και «proof of concept» για την ανάπτυξη ενός θερμικά λειτουργικού υλικού φτιαγμένου από συνθετικό πολυμερές. Το υλικό βελτιώνεται μέσω τεχνικών ακριβούς ελέγχου, που επιτρέπουν την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση καταστάσεων αγωγιμότητας, για τη διαχείριση της θερμοκρασίας του σε σχέση με το περιβάλλον όπου βρίσκεται.
«Αυτή η, εμπνευσμένη από τη βιολογία, προσέγγιση, προωθεί τη δoμική συναρμολόγηση των πολυμερών για χρήση σε προηγμένα υλικά. Η φύση χρησιμοποιεί τα ρευστά για τη ρύθμιση και διαχείριση της θερμοκρασίας σε θηλαστικά και σε φυτά προκειμένου να απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία μέσω φωτοσύνθεσης- και αυτή η έρευνα χρησιμοποίησε ένα μοντέλο σαν φύλλο για να μιμηθεί αυτή τη λειτουργία στο πολυμερές» σημειώνει ο Άλστον, προσθέτοντας ότι αυτή η προσέγγιση θα οδηγήσει σε ένα προηγμένο υλικό που θα μπορεί να απορροφά υψηλή ηλιακή ακτινοβολία, όπως μπορεί να κάνει το ανθρώπινο σώμα, για να ψύχεται αυτόνομα, σε όποιο περιβάλλον κι αν βρίσκεται. «Ένα θερμικά λειτουργικό υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως σύστημα ρύθμισης θερμότητας για εγκαύματα, προκειμένου να μειώνει τη θερμοκρασία του δέρματος και να παρακολουθεί και να βελτιώνει τη διαδικασία θεραπείας» λέει.
Επίσης, τέτοιες ιδιότητες θα ήταν ανεκτίμητες σε διαστημόπλοια, για καλύτερη προστασία απέναντι στις θερμικές πιέσεις που υφίστανται οι δομές των σκαφών, ενώ μέσω της ρύθμισης/ελέγχου της δομικής θερμοκρασίας του υλικού στο σκάφος, θα μπορούσε να παραχθεί και ενέργεια ώστε να χρησιμοποιηθεί για άλλους σκοπούς.
Το σχετικό paper (Temperature- dependent polymer absorber as a switchable state NIR reactor) δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports την Κυριακή. «Μια μεγάλη πρόκληση στην επιστήμη υλικών είναι να καταλάβουμε πώς να ρυθμίζουμε τη θερμοκρασία των τεχνητών υλικών, όπως μπορεί να το κάνει το ανθρώπινο σώμα σε σχέση με το περιβάλλον του» εξηγεί ο Μαρκ Άλστον, επικεφαλής συντάκτης και επίκουρος καθηγητής Περιβαλλοντικού Σχεδιασμού.
Στο πλαίσιο της νέας έρευνας χρησιμοποιήθηκε ένα δίκτυο πολλαπλών μικροκαναλιών με ρέοντα υγρά, ως μέθοδος και «proof of concept» για την ανάπτυξη ενός θερμικά λειτουργικού υλικού φτιαγμένου από συνθετικό πολυμερές. Το υλικό βελτιώνεται μέσω τεχνικών ακριβούς ελέγχου, που επιτρέπουν την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση καταστάσεων αγωγιμότητας, για τη διαχείριση της θερμοκρασίας του σε σχέση με το περιβάλλον όπου βρίσκεται.
«Αυτή η, εμπνευσμένη από τη βιολογία, προσέγγιση, προωθεί τη δoμική συναρμολόγηση των πολυμερών για χρήση σε προηγμένα υλικά. Η φύση χρησιμοποιεί τα ρευστά για τη ρύθμιση και διαχείριση της θερμοκρασίας σε θηλαστικά και σε φυτά προκειμένου να απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία μέσω φωτοσύνθεσης- και αυτή η έρευνα χρησιμοποίησε ένα μοντέλο σαν φύλλο για να μιμηθεί αυτή τη λειτουργία στο πολυμερές» σημειώνει ο Άλστον, προσθέτοντας ότι αυτή η προσέγγιση θα οδηγήσει σε ένα προηγμένο υλικό που θα μπορεί να απορροφά υψηλή ηλιακή ακτινοβολία, όπως μπορεί να κάνει το ανθρώπινο σώμα, για να ψύχεται αυτόνομα, σε όποιο περιβάλλον κι αν βρίσκεται. «Ένα θερμικά λειτουργικό υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως σύστημα ρύθμισης θερμότητας για εγκαύματα, προκειμένου να μειώνει τη θερμοκρασία του δέρματος και να παρακολουθεί και να βελτιώνει τη διαδικασία θεραπείας» λέει.
Επίσης, τέτοιες ιδιότητες θα ήταν ανεκτίμητες σε διαστημόπλοια, για καλύτερη προστασία απέναντι στις θερμικές πιέσεις που υφίστανται οι δομές των σκαφών, ενώ μέσω της ρύθμισης/ελέγχου της δομικής θερμοκρασίας του υλικού στο σκάφος, θα μπορούσε να παραχθεί και ενέργεια ώστε να χρησιμοποιηθεί για άλλους σκοπούς.
