Jenis kain baru yang dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Waterloo dapat memanas saat terkena sinar matahari berkat nanopartikel inovatif yang tertanam dalam serat kain. Kemajuan ini mewakili pilihan inovatif dan ramah lingkungan untuk tetap hangat di musim dingin.
Pakaian berpemanas yang dapat dikenakan biasanya mengandalkan elemen pemanas logam atau keramik untuk memanaskannya dan sumber daya eksternal, yang dapat menimbulkan risiko keselamatan bagi penggunanya.
Kain baru ini mengandung nanopartikel polimer konduktif yang dapat memanas hingga 30 derajat Celcius saat terkena sinar matahari. Desainnya tidak memerlukan daya eksternal dan juga dapat berubah warna untuk memantau fluktuasi suhu secara visual.
“Keajaiban di balik perubahan warna yang peka terhadap suhu terletak pada kombinasi nanopartikel yang tertanam dalam serat polimer,” kata Yuning Li, seorang profesor di Departemen Teknik Kimia Waterloo, dan bagian dari tim peneliti yang mencakup Chaoxia Wang dan Fangqing Ge dari Sekolah Tinggi Sains dan Teknik Tekstil di Universitas Jiangnan di Tiongkok.
Partikel nano diaktifkan oleh sinar matahari, memungkinkan kain menyerap panas dan mengubahnya menjadi kehangatan.
Serat ini dibuat menggunakan proses pemintalan basah terukur, menggabungkan nanopartikel polianilin dan polidopamin untuk meningkatkan penyerapan cahaya dan meningkatkan konversi fototermal. Poliuretan termoplastik berfungsi sebagai matriks pemintalan, sedangkan pewarna termokromik memungkinkan fitur perubahan warna yang dapat dibalik. Serat yang dihasilkan dapat ditenun menjadi kain untuk aplikasi yang dapat dipakai.
Selain kemampuannya mengubah suhu, kain baru peneliti Waterloo ini dapat meregang hingga lima kali lipat dari bentuk aslinya dan tahan hingga dua lusin kali pencucian dengan tetap mempertahankan fungsi dan penampilannya. Kemampuannya yang dapat mengubah warna secara reversibel menyediakan fitur pemantauan suhu internal untuk memastikan keamanan dan kenyamanan pemakainya.
“Kami memprioritaskan daya tahan, memastikan kain tersebut tahan terhadap penggunaan berulang dan paparan lingkungan sambil mempertahankan sifat inovatifnya,” kata Li.
Tim Waterloo sedang menjajaki alternatif yang lebih hemat biaya dibandingkan polidopamin agar teknologi kain pintar lebih mudah diakses. Pengembangan di masa depan akan berfokus pada peningkatan skala proses produksi dan pengurangan biaya tanpa mengorbankan sifat inovatif kain tersebut.
Aplikasi potensial kain ini termasuk membantu dalam situasi penyelamatan dingin dan pakaian hewan peliharaan bertenaga surya untuk membantu mereka tetap nyaman saat berada di luar selama musim dingin.
Studi ini baru-baru ini dipublikasikan di Jurnal Komposit Tingkat Lanjut dan Material Hibrida.
