בסרטון שקבע את מדען החומרים ומהנדס הכימיה אלון גורודצקי בדרך להמצאה האחרונה שלו, מופיע תמנון מתוך האצות כמו מפחיד קפיצה בסרט אימה. היצור משתחרר מצבע ההסוואה שלו כל כך מהר שהוא נראה מתגשם ממי הים. הסרטון ה"מרשים "הזה, אומר הפרופסור החברתי באוניברסיטת קליפורניה, אירווין, " שינה באמת את מסלול הקריירה שלי, מכיוון שהתחלתי לעבוד על חומרים בהשראת אזלות הרחם. "לאחרונה, גורודצקי לקח השראה מדונון - במיוחד הצבע שלו עור מחליף - ליצירת חומר חדש שיכול לשמור על כמות חום מתכווננת או לפלט אותה. "חומר Thermocomfort", כפי שצוותו מתאר בכתב העת Nature Communications, כולל מגוון של שימושים פוטנציאליים, החל מביגוד לוויסות חום ועד ציפויים חסכוניים באנרגיה לגגות.
בסקוויד יש איברים הנקראים כרומטופורים שיכולים להתרחב במהירות ולהתכווץ, עוברים מנקודות נקודה לכתמי צבע רחבים פי 14 תוך פחות משנייה. הממדים המשתנים של כתמים גורמים לכך שאורכי גל שונים של אור יכולים להשתקף מנקודה נתונה על עור החיה, תלוי אם שרירי הדיונון התכווצו או הגדילו את הכרומטופורים. במקום להסתכל על גלי אור גלויים, גורודצקי וצוותו התעניינו בשיקוף אור אינפרא אדום, שאנו חשים כחום. החוקרים יצרו חומר שמורכב מסרט נחושת דק - המשקף בצורה יעילה מאוד חום אינפרא אדום - על גבי שכבת גומי נמתחת ונטולת השתקפות פחות. שכבת הנחושת מכוסה בנתחי קו שיער, כך שכאשר החומר התרמו-קומפורטי מושך אליו, חתיכות הנחושת המשקפות מתפרקות זו לזו, ומאפשרות לחמם לברוח דרך הפולימר (הגומי) שביניהם.
לגורודצקי אנלוגיה שימושית להסביר את המצאת המעבדה שלו: "דמיין שיש לך אגם קפוא או אוקיאנוס קפוא, והוא מכוסה ברבבות קרח, כל נתחי הקרח האלו שנקבצים אחד ליד השני. ככה נראה החומר בעצם במצב לא פעיל ולא מתוח. כשאתה מותח אותו, אתה מפזר את כל קרח הצפות זו מזו, כך שבמקרה שלנו, אתה יכול לראות את הפולימר שמתחתיהן. "כאשר החום פוגע בפולימר בין" הצף "הנחושת, הוא מועבר דרך החומר במקום להשתקף. חזרה לכיוון המקור שלה. בגלל שכבת הנחושת, החומר - "גומי קליל ומותח במיוחד", במילותיו של גורודצקי - מבריק, אם כי צבעו מאיר ככל שהוא נמתח.
בחמימותו, החומר התרמו-קומפור מלכוד (או משתקף חזרה לכיוון הגוף) מחמם כמעט באותה יעילות כמו שמיכה בחלל, אותו חומר אלומיניום מצומק למראה המשמש לשקף את בוהק השמש בחלל ולשמור על חום גופם של המרתונים לאחר מירוצים . שרוול עשוי מחומר תרמו-קומפורט העלה את הטמפרטורה של הזרוע של הלובש בכמעט מעלות צלזיוס, קרוב לכוח החימום של שמיכת חלל. אבל החומר לוויסות תרמי הוא גם תכליתי להפליא. בדרגות שונות של מתיחות זה יכול לגרום ללבושים להיות נוחים לאורך 8 מעלות צלזיוס (בערך 15 מעלות פרנהייט). כאשר 30 אחוזים נמתחים, הוא דומה ליכולת הבידוד של גיזת אומני-היט קולומביה; בגודל של 50 אחוז מתיחה, החומר שומר על חום כמו צמר. כאשר החוקרים מתחו חומר תרמו-קומפור כדי להכפיל את אורכו המקורי, חום עבר דרכו כאילו היה כותנה. ואפילו אחרי שהחוקרים הרחיבו והתכווצו בחומר פי אלף, השימוש החוזר ונשנה לא השמיט אותו.
מכיוון שחומר התרמו-קומפורט נבדק עם הנחושת כשכבה פנימית הנוגעת בעורו של הלובש, פירוש הדבר הוא שהחמם את המשתמש כשהוא במצבו הקומפקטי, על ידי שמירה על חום גופו. אבל אם היית מפעיל את החומר, גורודצקי אומר, זה היה שמור על החום בחוץ, כמו צל שמש מבריק המונח על השמשה הקדמית של המכונית.
במאמר Nature Communications, המהנדסים מציבים מגוון של יישומים, ביניהם האפשרות שחומר תרמו-קומפורט יכול למלא תפקיד בהפחתת כמות האנרגיה המוקדשת לשמירה על חללים ממוזגים, המהווים שליש מצריכת האנרגיה של מסחר ומגורים. בניינים ברחבי העולם. ייצור החומר צריך, כך אומר גורודצקי, להיות לא יקר כמו שמיכות חלל מייצרות המונים, שעולות מתחת ל -4 דולר ב- REI, ומתיחתו דורשת אנרגיה מינימלית, לעומת עלויות האנרגיה של משאבת חום או מערכת מיזוג אוויר. הוא מדמיין את החומר המצופה גגות וחלונות, או שכבות על אוהלים או ציוד חיצוני אחר כדי לשלוט בזרימת החום. הוא יכול לשמש, כך הוא משער, כדי להפיץ את החום מהאלקטרוניקה (חשוב, למשל, כמה מהר מחשב נייד יכול להתחמם בצורה לא נוחה). גורודצקי מזכיר גם יישומים קטנים יותר ויומיומיים, כמו מכולות Tupperware-esque לשמירה על קור מתכלה.
גורודצקי אומר שהמעבדה שלו מתלהבת ביותר מההשפעה שעלול להיות לחומר על בגדים. "אם היה לך ז'קט שכל אחד יכול היה ללבוש, וכל אדם יכול היה להסתגל כדי לשמור על עצמם בנוח בטווח טמפרטורות רחב יותר, אתה פשוט צריך להכניס הרבה פחות אנרגיה כדי לשמור על הבניין בטמפרטורה אחת יחידה", הוא מסביר.
הצוות הגיש בקשה לפטנט, אם כי ההבנה כיצד לייצר המוני חומר תרמו-קומפורטי הוא הצעד הבא לפני שהוא יכול למצוא יישומים מסחריים. "תרגום [חדשנות במדע חומרים] ספציפי זה לבגדים דורש הנדסה רבה יותר", אומרת לוסי דאן, מנהלת שותפה במעבדת הטכנולוגיות לבישת אוניברסיטת מינסוטה, שלא הייתה מעורבת במחקר. "סימן השאלה הגדול ביותר עבורי, " אומר דאן, הוא, "איך תשיג את זה למתיחה?" דאן ציפה כמה אפשרויות, החל מרצועות הלו-טק שמתאימות את הדוקות של בגד לרעיון שנשמע יותר עתידני לשלב. זה עם חומרים המאומנים לשנות צורה על בסיס טריגרים תרמיים. אתגר הנדסי נוסף, טוען דאן, יהיה להבטיח כי בד תרמו-קומפורט הוא נושם מספיק בכדי לעמוד בציפיות הנוחות של הצרכנים.
דאן רואה בחומר שימוש פוטנציאלי בציוד הסוואה צבאי, ועוזר להסתיר חיילים מפני חיישני אינפרא אדום. נראה כי ההתעניינות בטכנולוגיה לבישת תרמו לוויסות תרמי הולכת וגוברת, היא אומרת. הגישות הנוכחיות כוללות מכשירים, כמו גל ה- Embr, המשמש כצמיד "תרמוסטט אישי" המעביר זרם חשמלי דרך צלחות קרמיקה או מתכת, או המחקר שלה המשלב חוט מוליך לתוך אזיקים נטולי חשמלי המופעלים חום על ידו של הלובש. . קיימים חומרים רפלקטיביים אינפרא אדום כמו שמיכות חלל או Omni-Heat בקולומביה, אך ההתאמה הבידודית המובנית של חומר התרמו-קומפורט של גורודצקי מבדילה זאת.
בפעם הבאה שתמצאו את עצמכם צוננים ותופסים את “סוודר המשרדים שלכם”, פשוט תחשבו: אולי יום אחד תלבשו מקטורן קופרי, וכל מה שיידרש כדי שיהיה לכם נוח זה לחיצת כפתור או משיכה בשרוול. .
