"வியர்க்கும்போது 'மெலிந்து போகும்' ஜாக்கெட்": பாக்டீரியல் செல்லுலோஸ் வெப்பத்தை சுயமாகக் கட்டுப்படுத்த ஆடைகளைக் கற்றுக் கொடுத்தது.

சயின்ஸ் அட்வான்ஸ் ஒரு "புத்திசாலித்தனமான" சூடான துணியை விவரித்தது, அதன் நிரப்புதல் இயற்கையான பாக்டீரியா செல்லுலோஸால் ஆனது, இது வியர்வைக்கு வினைபுரிகிறது: அது உடலைச் சுற்றி ஈரப்பதமாக இருக்கும்போது, பொருள் தானாகவே மெல்லியதாகிவிடும், மேலும் அது உலர்ந்ததும், அது மீண்டும் "வீக்கம்" பெற்று வெப்பத்தைத் தக்க வைத்துக் கொள்ளும். முன்மாதிரியில், தடிமன் சுமார் 13 மிமீ (உலர்ந்த) இலிருந்து 2 மிமீ (ஈரப்பதம்) ஆக மாறியது, மேலும் மின்னணுவியல் மற்றும் பேட்டரிகள் இல்லாமல் வெப்ப வசதியின் நேரத்தை நீட்டிப்பதே பொதுவான யோசனை.

பின்னணி

நீங்கள் முன்பு என்ன முயற்சித்தீர்கள்:

1. மைக்ரோகாப்ஸ்யூல்களில் உள்ள கட்ட மாற்றப் பொருட்கள் (PCMகள்) உருகும்போது வெப்பத்தை "விழுங்கி" படிகமயமாக்கலின் போது வெளியிடுகின்றன, ஆனால் குறுகிய வெப்பநிலை சாளரத்தில் இயங்குகின்றன மற்றும் உண்மையான வியர்வைக்கு மோசமாக எதிர்வினையாற்றுகின்றன.
2. நானோபோரஸ் பாலிஎதிலீன் (nanoPE) அடிப்படையிலான கதிரியக்க துணிகள் உடலின் வெப்ப IR கதிர்வீச்சை கடந்து செல்ல அனுமதிக்கின்றன, இது செயலற்ற "கதிரியக்க குளிர்ச்சியை" வழங்குகிறது, ஆனால் இது அடிப்படையில் அகற்றுவதற்கான ஒரு சேனலாகும், வியர்வையின் போது "இன்சுலேஷனின் சுய-கட்டுப்பாடு" அல்ல.
3. ஈரப்பதம் அதிகரிக்கும் போது ஈரப்பதம் ஆக்சுவேட்டர்கள்/ஹைக்ரோமார்பிக் துணிகள் வடிவம்/துளைகளை மாற்றுகின்றன, கம்பிகள் இல்லாமல் "ஆறுதல் மண்டலத்தை" விரிவுபடுத்துகின்றன - திசை வேகமாக முதிர்ச்சியடைகிறது.

• "ஸ்மார்ட்" துணிகள் தீர்க்கும் பிரச்சனை. செயல்பாடு வேகமாக மாறும்போது ஆடைகளின் வெப்ப வசதி சரிந்துவிடும்: முயற்சியின் போது அதிக வெப்பம் மற்றும் வியர்வை, நிறுத்தும்போது ஈரமான அடுக்கு காரணமாக தாழ்வெப்பநிலை. எனவே, தகவமைப்பு வெப்ப/ஈரப்பத ஜவுளிகள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் வேகமாக வளர்ந்து வருகின்றன, அவை பேட்டரிகள் மற்றும் சிக்கலான மின்னணுவியல் இல்லாமல் வெப்ப பரிமாற்றத்தை சரிசெய்கின்றன. மதிப்புரைகள் முக்கிய திசையனை வலியுறுத்துகின்றன - ஃபைபர்/துணி அடுக்கு மட்டத்தில் வெப்பம் மற்றும் ஈரப்பதத்தின் மாறும் மேலாண்மை.
• ஈரப்பதம்/வியர்வை ஏன் சிறந்த "தூண்டுதல்" ஆகும். வியர்வை என்பது அதிக வெப்பமடைதலின் முக்கிய விரைவான குறிகாட்டியாகும்: உள்ளூர் ஈரப்பதம் அதிகரித்தவுடன், அமைப்பு வெப்ப எதிர்ப்பைக் குறைக்க வேண்டும் (குறைவான "வீக்கம்"/காற்று அறைகள்) மற்றும் ஆவியாதலை அதிகரிக்க வேண்டும்; அது காய்ந்ததும், காப்புப் பொருளைத் திருப்பித் தர வேண்டும். அதனால்தான் வெளிப்புற வெப்பநிலைக்கு அல்ல, ஈரப்பதத்திற்கு தானாகவே பதிலளிக்கும் பொருட்களின் யோசனை. இது ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது மற்றும் பருமனான மின்னணு சாதனங்களைத் தவிர்க்கிறது.
• பாக்டீரியா செல்லுலோஸ் என்றால் என்ன, அது ஏன் நம்பிக்கைக்குரியது? BC என்பது அசிட்டிக் அமில பாக்டீரியாவால் (Komagataeibacter ) "வளரப்படும்" ஒரு பயோபாலிமர் ஆகும்: இது அதிக நீர் திறன், வலிமை, காற்று ஊடுருவல் மற்றும் உயிர் இணக்கத்தன்மை கொண்ட நானோஃபைப்ரிலர் வலையமைப்பை உருவாக்குகிறது. ஜவுளி/பொருட்கள் அறிவியலில், ஈரப்பதத்திற்கு உணர்திறன் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க மூலப்பொருட்களிலிருந்து நிலையான உற்பத்திக்காக BC மதிப்பிடப்படுகிறது.
• ஒரு புதிய கட்டுரை மூடும் அறிவியல் இடைவெளி. பெரும்பாலான செயலற்ற தீர்வுகள் வெப்பத்தை (கதிர்வீச்சு) நீக்குகின்றன அல்லது அதை (PCM) தாங்குகின்றன, ஈரப்பதம் தானே காப்புப் பொருளை "மாற" வேண்டும் என்று பலவீனமாகக் கருதுகின்றன. சயின்ஸ் அட்வான்சஸில் உள்ள வேலை, BC அடுக்கை சூடான ஆடைகளின் "இதயமாக" பயன்படுத்துகிறது, இது வியர்வையால் (குறைந்த காற்று → குறைவான காப்பு) மெல்லியதாகி, உலர்ந்ததும் மீண்டும் நேராக்குகிறது - அதாவது, அது உடல் ஈரப்பதத்தின் அடிப்படையில் சுய-ஒழுங்குபடுத்தும் வெப்ப காப்புப்பொருளை உருவாக்குகிறது.
• கள சூழல்: இது எங்கு பொருந்துகிறது? பயனரின் ஆற்றல் இல்லாமல் "ஆறுதல் சாளரத்தை" விரிவுபடுத்தும் செயலற்ற, உயிரி மற்றும் பாலிமர் அமைப்புகளை நோக்கிய போக்கு உள்ளது. அவற்றுக்கு அடுத்ததாக: புதிய தலைமுறை ஹைக்ரோமார்பிக் ஆக்சுவேட்டர்கள் (ஆறுதல் மண்டலத்தின் குறிப்பிடத்தக்க விரிவாக்கத்தைக் காட்டுகின்றன) மற்றும் செல்லுலோஸ்/உயிரி அடிப்படையிலான கதிரியக்க குளிர்ச்சி - BC தனிப்பட்ட வெப்ப மேலாண்மையின் இந்த "பசுமை" கிளையில் நன்றாகப் பொருந்துகிறது.
• தொழில்துறைக்கான நடைமுறை தாக்கங்கள்: அணியக்கூடிய சோதனையில் (துவைத்தல், தேய்மானம், நாற்றங்கள், மறுமொழி வரம்பு சரிசெய்தல்) BC இன்சுலேஷனின் ஈரப்பதத்தால் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட "குண்டாக" இருப்பது உறுதிசெய்யப்பட்டால், உற்பத்தியாளர்கள் குளிர்காலம்/செயலில் உள்ள அடுக்குகளுக்கு அளவிடக்கூடிய, உயிரி அடிப்படையிலான நிரப்புதலைக் கொண்டிருப்பார்கள் - பயணத்தின்போது குறைவான வெப்பமடைதல் மற்றும் ஓய்வில் குறைவான நடுக்கம். இது ரேடியன்ட் மற்றும் PCM தீர்வுகளுக்கு போட்டித்தன்மையற்றது, நிரப்பியாகும்: அவை பல அடுக்கு அமைப்புகளில் இணைக்கப்படலாம்.

இது எப்படி வேலை செய்கிறது

• பாக்டீரியா செல்லுலோஸ் (BC) நிரப்புதல் என்பது தீங்கற்ற பாக்டீரியாக்களால் (தேயிலை பூஞ்சை/கொம்புச்சாவிலிருந்து அனைவருக்கும் தெரிந்ததே) உற்பத்தி செய்யப்படும் நானோஃபைப்ரில்களின் இயற்கையான "வலை" ஆகும். இந்த சவ்வு இலகுவானது, நீடித்தது, சுவாசிக்கக்கூடியது மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் ஆகும் - இது ஈரப்பதத்தை சரியாக "உணர்கிறது".
• நீங்கள் வியர்க்கத் தொடங்கும்போது, துணிகளின் கீழ் உள்ள உள்ளூர் ஈரப்பதம் அதிகரிக்கிறது, நார்ச்சத்து அடுக்கு அதன் "வீக்கத்தை" இழந்து தட்டையாகிறது - உள்ளே காற்று குறைவாக → காப்பு குறைவாக → உடல் அதிகப்படியான வெப்பத்தை இழப்பது எளிது. நீங்கள் காய்ந்தவுடன், அமைப்பு மீண்டும் நேராகி, இழைகளுக்கு இடையே உள்ள காற்று காரணமாக அதிக அளவிலான வெப்ப காப்புக்குத் திரும்புகிறது. இது மின்னணு சாதனங்களில் அல்ல, ஈரப்பதத்தில் செயல்படும் ஒரு எளிய செயலற்ற பொறிமுறையாகும்.

ஆசிரியர்கள் என்ன காட்டினார்கள்

• வியர்வை மற்றும் ஈரப்பதத்திற்கு ஏற்ப தகவமைப்பு. வறண்ட நிலையில், பொருள் அதிகபட்சமாக ~13 மிமீ தடிமன் பராமரிக்கிறது, மேலும் அதிக ஈரப்பதத்தில் (வியர்வையை உருவகப்படுத்துதல்) அது ~2 மிமீ வரை மெலிகிறது. இத்தகைய "மாறி தடிமன்" காரணமாக, முன்மாதிரி வழக்கமான சூடான துணியுடன் ஒப்பிடும்போது வெப்ப ஆறுதலின் நேரத்தை கணிசமாக நீட்டிக்கிறது, குறிப்பாக "ஓய்வு → சுமை" பயன்முறையை மாற்றும்போது.
• கொள்கை அளவிடக்கூடியது. "நிரப்புதல்" பல்வேறு வகையான ஆடைகளில் - புறணி முதல் மின்காப்பு அடுக்குகள் வரை - தைக்கப்பட்டு, காலநிலை/சுமைக்கு ஏற்ப சரிசெய்யப்படலாம் என்பதை ஆசிரியர்கள் வலியுறுத்துகின்றனர்.

இது ஏன் அவசியம்?

கிளாசிக் சூடான ஆடைகள் ஒரு சமரசம்: அடுக்கு வெப்பமாக இருந்தால், "அதிக வெப்பம் மற்றும் வியர்வை" ஏற்படும் அபாயம் அதிகமாகும், பின்னர் ஈரமான உள்ளாடை "மினி-சானா" காரணமாக அதிக குளிர்ச்சியடையும். வியர்வையின் போது காப்புப் பொருளை பலவீனப்படுத்தி, உலர்ந்ததும் அதைத் திருப்பித் தரும் ஜவுளி, தேவையற்ற ஜிப்பர்கள், வால்வுகள் மற்றும் பேட்டரிகள் இல்லாமல் "தங்க சராசரி"யை பராமரிக்க உதவுகிறது. மனித வெப்ப மேலாண்மையில் ஈரப்பதம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது (வெப்பம் ஆவியாதல் மூலம் எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது), எனவே "ஸ்மார்ட்" துணிகள் ஈரப்பதம்/ஈரப்பதத்திற்கு குறிப்பாக எதிர்வினையாற்ற கற்றுக்கொள்கின்றன.

இது மற்ற ஸ்மார்ட் துணிகளிலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது?

• மின்னணுவியல் இல்லை. செயலில் உள்ள அமைப்புகளைப் போலன்றி (வெப்பக்கூறுகள்/மென்மையான ரோபாட்டிக்ஸ்), இங்கே இது பொருளின் தூய இயற்பியல்: ஈரமான → மெல்லிய, உலர்ந்த → தடிமனான. இது எளிமையானது, மலிவானது மற்றும் அதிக நீடித்து உழைக்கக்கூடியது.
• "வால்வுகள்" அல்ல, "குண்டாக". முன்பு, ஈரப்பதம் வால்வுகள்/துளைகள் கொண்ட துணிகள் அல்லது பாலிமர் செருகல்களில் துருத்தி தடிமன் கொண்ட துணிகள் வழங்கப்பட்டன. இப்போது "துருத்தி"யின் பங்கு மருத்துவ ஆடைகள் மற்றும் "பச்சை" ஜவுளிகளில் ஏற்கனவே அறியப்பட்ட இயற்கை பாக்செல்லுலோஸால் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.
• சுற்றுச்சூழல்-சாத்தியம். பாக்டீரியா செல்லுலோஸ் உயிரி இணக்கத்தன்மை கொண்டது மற்றும் மக்கும் தன்மை கொண்டது, பருத்தி மற்றும் எண்ணெய் இல்லாமல் வளர்க்கப்படலாம், மேலும் அதன் உற்பத்தி நிலையான பொருட்களை நோக்கிய தற்போதைய போக்குக்கு ஏற்ப உள்ளது.

இது எங்கே பயனுள்ளதாக இருக்கும்

• நகரத்தில் குளிர்காலம் மற்றும் "அலுவலகம்-தெரு-சுரங்கப்பாதை". செயல்பாடு மற்றும் காலநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் உடலை வெப்பம்/குளிரில் "தள்ளுகின்றன" - ஆறுதல் நீண்ட காலம் "நீடிக்கிறது".
• மலை/ஓட்டப் பயிற்சிகள். ஏறும்/ஓட்டத்தின் போது துணி காற்றோட்டமாகிறது, மேலும் ஓய்வு நிறுத்தத்தில் அது மீண்டும் காப்பிடுகிறது.
• களம் மற்றும் உற்பத்தி நிலைமைகள். நகரும் பாகங்கள் மற்றும் மின்னணுவியல் குறைவாக இருந்தால், அதிக நம்பகமானது. (BC இன் லேசான எடை மற்றும் "சுவாசிக்கும் தன்மை"க்கு கூடுதலாக கூடுதலாக இருக்கும்.)

கட்டுப்பாடுகள்

இது இன்னும் ஒரு அறிவியல் வளர்ச்சி மற்றும் முன்மாதிரி; இது இன்னும் அன்றாட உடைகளுக்கு சோதிக்கப்பட வேண்டும்:

• நீடித்து உழைக்கும் தன்மை மற்றும் துவைக்கும் தன்மை (பலமுறை ஈரமாக்கும் மற்றும் உலர்த்தும் சுழற்சிகள், "வாழ்க்கையை உலர் சுத்தம் செய்தல்"),
• நீண்ட நேரம் அணியும் போது சரும ஆறுதல் மற்றும் வாசனை,
• வெவ்வேறு காலநிலை/வியர்வை சுயவிவரங்களுக்கான பதில் "வாசல்களை" அமைத்தல்,
• பேக்செல்லுலோஸை துணி ரோல்களாக வளர்ப்பதற்கான செலவு மற்றும் அளவிடுதல். ஒப்பிடுகையில்: "தெர்மோர்குலேட்டிங்" துணிகளின் துறை தீவிரமாக வளர்ந்து வருகிறது, ஆனால் யோசனைகளின் ஒரு பகுதி மட்டுமே வெகுஜன சந்தையை அடைகிறது.

முடிவுரை

"வியர்வைக்கு ஏற்றவாறு ஆடை" என்பது ஈரப்பதத்திற்கு உணர்திறன் மற்றும் வெப்பநிலைக்கு உணர்திறன் கொண்ட ஜவுளிகளுக்கான தசாப்த கால தேடலின் தர்க்கரீதியான தொடர்ச்சியாகும். சயின்ஸ் அட்வான்சஸ் இதழில் ஒரு புதிய ஆய்வறிக்கை, தகவமைப்பு காப்புக்கான "இதயம்" ஆக இயற்கையான பாக்டீரியா செல்லுலோஸை களத்தில் சேர்க்கிறது மற்றும் கம்பிகள் மற்றும் சென்சார்கள் இல்லாமல் வெப்ப ஆறுதல் நேரத்தின் அதிகரிப்புடன் தடிமன் மாற்றத்தின் (13 → 2 மிமீ) பெரிய வீச்சைக் காட்டுகிறது.

மூலம்: வியர்வை உணர்திறன் தகவமைப்பு சூடான ஆடை, அறிவியல் முன்னேற்றங்கள் (AAAS), 2025. DOI: 10.1126/sciadv.adu3472