Mùa đông không còn lạnh giá nhờ vào áo sinh nhiệt đột phá từ polymer, có thể đạt đến 53,5 độ C chỉ sau 10 phút tiếp xúc với ánh sáng.

Một sản phẩm từ sự tiến bộ khoa học, là cứu cánh cho những ngày lạnh lẽo.

Các nhà khoa học vừa phát minh một loại vải thông minh mới, có khả năng chuyển ánh sáng thành nhiệt, làm ấm chỉ sau 10 phút phơi nắng, với nhiệt độ thay đổi từ 20 đến 53,5 độ C. Trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, áo làm từ loại vải này sẽ phát huy tối đa hiệu quả.

Theo báo cáo đăng trên tạp chí Advanced Composites and Hybrid Materials , dưới lớp vải là những hạt nano đặc biệt có khả năng hấp thụ ánh sáng Mặt Trời và chuyển hóa thành nhiệt. Đồng thời, các thuốc nhuộm nhạy nhiệt tích hợp vào sợi vải sẽ thay đổi màu sắc theo sự thay đổi nhiệt độ môi trường, giúp người dùng theo dõi dễ dàng biến động nhiệt độ.

Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển áo sinh nhiệt giúp điều hòa thân nhiệt trong những ngày rét mướt. Các loại vải tiên tiến này sẽ hỗ trợ các cuộc giải cứu trên đỉnh núi tuyết hiệu quả hơn, hoặc thậm chí tạo nên một xu hướng thời trang mới.

Tuy nhiên, cho đến nay, các sản phẩm quần áo sinh nhiệt vẫn chưa đạt hiệu quả như mong đợi. Chi phí nguyên vật liệu cao, hay việc tích hợp các hệ thống năng lượng phức tạp khiến sản phẩm này chưa thể phổ biến rộng rãi.

Để giải quyết vấn đề hóc búa này, kỹ sư hóa học Li Yuning và các cộng sự tại Đại học Waterloo (Canada) đã thử nghiệm sản xuất quần áo sinh nhiệt sử dụng các polymer có khả năng chuyển ánh sáng thành nhiệt. Các hạt nano trong hai loại polymer polyaniline (PANI) và polydopamine (PDA) được kết hợp vào một ma trận tạo thành từ sợi nhựa nhiệt dẻo polyurethane (PTU), vật liệu quen thuộc trong quần áo chống nước và đồ thể thao.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn nhuộm quần áo bằng vật liệu nhạy nhiệt, có thể thay đổi màu sắc khi quần áo nóng lên.

Trong thử nghiệm với một chiếc áo len nhỏ và một con gấu bông, nhóm nghiên cứu đã đạt được thành công ấn tượng. Sau 10 phút phơi nắng, chiếc áo len đỏ có thể nóng lên đến 53,5 độ C và chuyển sang màu trắng.

"Các hạt nano được tích hợp có hiệu suất hấp thụ ánh sáng mặt trời rất cao trên nhiều bước sóng khác nhau", Li chia sẻ với Live Science. "Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào các hạt nano này, chúng hấp thụ năng lượng và giải phóng nó dưới dạng nhiệt thông qua một quá trình gọi là chuyển đổi quang nhiệt".

Theo nghiên cứu, loại vải thông minh này có kết cấu mềm mại và đàn hồi, có thể kéo giãn gấp năm lần kích thước ban đầu mà vẫn giữ nguyên các đặc tính thay đổi màu sắc và nhiệt độ sau 25 lần giặt. "Chúng tôi ưu tiên độ bền, đảm bảo rằng vải có thể chịu được việc sử dụng lặp đi lặp lại và tiếp xúc với môi trường trong khi vẫn duy trì các tính năng đổi mới của nó", Li cho biết.

Nhóm nghiên cứu hiện đang làm việc để chuẩn bị đưa vật liệu này vào sản xuất thương mại, nhưng vẫn cần thực hiện thêm các thử nghiệm trước khi có thể ứng dụng rộng rãi.

" Mục tiêu tiếp theo của nghiên cứu này là giảm chi phí sản xuất, mở rộng quy trình chế tạo và đảm bảo rằng các sợi vải an toàn khi tiếp xúc với da trong thời gian dài ", nhà nghiên cứu Li Yuning cho biết.