Materiais Avançados

Tecido sensível ao calor controla temperatura corporal instantaneamente

Tecido sensível ao calor esfria no verão e aquece no inverno
O tecido funciona como uma "blindagem" para a radiação infravermelha, deixando-a passar num sentido ou noutro. [Imagem: Faye Levine/Universidade de Maryland]

Roupa que esquenta e esfria

Apesar de décadas de inovação em tecidos com propriedades térmicas de alta tecnologia, que mantêm aquecidos os corredores de maratona ou quentes os alpinistas, ninguém havia construído até agora um material que alterasse suas propriedades isolantes em resposta ao meio ambiente.

Xu Zhang e seus colegas da Universidade de Maryland, nos EUA, fizeram justamente isso.

Eles criaram um tecido que pode regular automática e instantaneamente a quantidade de calor que passa por ele, dependendo das condições do ambiente e da temperatura do corpo da pessoa que usa a roupa.

Por exemplo, em contato com um corpo suado em um dia de verão, o tecido permite a passagem da radiação infravermelha (calor radiante). Quando as condições se tornam mais frias e mais secas, o tecido reduz o calor que escapa.

A radiação infravermelha é a principal forma de o corpo liberar calor - cerca de 40% da transferência de calor do corpo humano ocorre dessa maneira.

"Esta é a primeira tecnologia que nos permite regular dinamicamente a radiação infravermelha," disse o professor YuHuang Wang.

Fios que reagem ao calor

O tecido termorresponsivo foi feito com fibras feitas de dois materiais sintéticos - um absorve a água e o outro repele. Os fios são revestidos com nanotubos de carbono, uma classe especial de metal condutivo leve e resistente.

Como as fibras resistem à água e a absorvem, elas entortam quando expostas à umidade, como o suor. Essa distorção no formato aproxima os fios, o que tem dois efeitos. Primeiro, os poros no tecido se abrem, o que tem um pequeno efeito de resfriamento porque permite que o calor escape. Segundo, e mais importante, o acoplamento eletromagnético entre os nanotubos de carbono no revestimento se modifica, funcionando como um "portão" que bloqueia ou deixa passar a radiação infravermelha.

"Você pode pensar neste efeito de acoplamento como a flexão de uma antena de rádio para alterar o comprimento de onda ou a frequência com a qual ela ressoa," compara Wang. "É uma maneira muito simplificada de pensar nisso, mas imagine colocar duas antenas juntas para controlar o tipo de onda eletromagnética que elas captam. Quando as fibras se aproximam, a radiação com a qual elas interagem muda. Na roupa, isso significa que o tecido interage com o calor que irradia do corpo humano."

Tecido sensível ao calor esfria no verão e aquece no inverno
Como lidam com a radiação infravermelha, as fibras do tecido têm seu comportamento comparável ao das antenas. [Imagem: Xu A. Zhang et al. - 10.1126/science.aau1217]

Reação rápida

Dependendo do flexionamento das fibras, o tecido bloqueia a radiação infravermelha ou permite que ela passe.

A reação é quase instantânea, de forma que, antes que a pessoa se dê conta de que está ficando com calor, a roupa já pode estar cumprindo seu papel de "ar-condicionado de vestir". Por outro lado, quando o corpo esfria, o mecanismo dinâmico de "blindagem" do infravermelho trabalha em reverso para prender o calor e aquecer o usuário.

Bibliografia:

Dynamic gating of infrared radiation in a textile
Xu A. Zhang, Shangjie Yu, Beibei Xu, Min Li, Zhiwei Peng, Yongxin Wang, Shunliu Deng, Xiaojian Wu, Zupeng Wu, Min Ouyang, YuHuang Wang
Science
Vol.: 363, Issue 6427, pp. 619-623
DOI: 10.1126/science.aau1217




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