Trong tương lai gần, có thể sẽ xuất hiện những chiếc áo khoác làm từ vải thông minh có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời để giữ ấm cho chúng ta.
Mới đây, nhóm nghiên cứu do giáo sư Yuning Li thuộc khoa kỹ thuật hóa học của Đại học Waterloo (Canada) hợp tác cùng nhóm của giáo sư Chaoxia Wang tại Trường cao đẳng Khoa học và kỹ thuật dệt may thuộc Đại học Giang Nam (Trung Quốc) đã phát triển ra một loại vải thông minh có thể chuyển đổi nhiệt cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện.
Dải sợi màu đen được phủ MXene cho phép vải hấp thụ ánh sáng mặt trời và nhiệt độ cơ thể và chuyển hóa thành năng lượng (Ảnh: University of Waterloo)
Bên cạnh việc dễ mặc, đàn hồi, khi được tích hợp với các cảm biến, vải có thể theo dõi nhịp tim và nhiệt độ, và thậm chí phát hiện các hóa chất trong hơi thở của chúng ta.
Giáo sư Yuning Li cho biết: “Chúng tôi đã phát triển một loại vật liệu vải có khả năng cảm biến đa chức năng và tiềm năng tự cung cấp năng lượng. Phát minh này đưa chúng tôi đến gần hơn với các ứng dụng thực tiễn cho vải thông minh.”
Vải co giãn thông minh
Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc kết hợp hai ngôi sao mới trong thế giới vật chất như MXene và polymer dẫn điện với các phương pháp sản xuất dệt may tiên tiến.
Bằng cách áp dụng một lớp polydopamine (PDA) dính lên vải nylon, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một bề mặt thu hút các hạt MXene thông qua các liên kết hydro. Cấu trúc kết hợp này tạo ra một loại vải nhiệt điện có tính đàn hồi.
Hầu hết các thiết bị điện tử đeo được ngày nay yêu cầu nguồn điện bên ngoài hoặc cần sạc định kỳ, nhưng vải đổi mới này hoàn toàn loại bỏ sự cần thiết phải sử dụng pin. Do đó, loại vải mới này ổn định hơn, bền hơn và tiết kiệm chi phí hơn so với các lựa chọn hiện có trên thị trường.
Thí nghiệm kéo căng để chứng minh độ bền cơ học của vải thông minh và việc có thể giặt được (Ảnh: University of Waterloo)
Vô số công dụng của vải thông minh
Khi ứng dụng loại vải này vào khẩu trang, vải sẽ chuyển đổi nhiệt độ cơ thể thành điện năng bằng cách sử dụng chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường, qua đó cho phép theo dõi nhiệt độ và nhịp thở chính xác.
Bên cạnh đó, vải thông minh cũng có thể phát hiện các chất độc hại trong hơi thở để phát hiện ra tình trạng virus, ung thư phổi hoặc các tình trạng sức khỏe khác. Thậm chí, loại vải nhiệt điện tiên tiến này cũng có thể được sử dụng để đánh giá sức khỏe xương khớp.
Sắp tới, nhóm nghiên cứu dự định nâng cao hiệu suất của vải thông qua liên kết với các linh kiện điện tử. Họ cũng có kế hoạch tạo ra một ứng dụng điện thoại thông minh cho phép các chuyên gia y tế theo dõi sức khỏe liên tục và không xâm lấn.
Đức Chung (Theo Interesting Engineering)
