Человек - теплое животное. Если ему становится слишком жарко, он регулирует температуру тела вниз. Это стало возможным благодаря эволюционно зрелой «системе кондиционирования» в нашей коже: потовым железам. Но эволюция еще ничего не знала о зимних видах спорта, поэтому наш тепловой баланс начинает снижаться, если мы хотим защитить себя от мороза при одновременном катании на лыжах и поте. Технология, которая была разработана в Empa - Федеральном институте испытаний материалов - в Санкт-Галлене в сотрудничестве с базирующейся в Тальвиле компанией Osmotex и другими промышленными партнерами, теперь позволяет спортсменам оставаться теплыми и сухими благодаря текстильному оборудованию.
Важным компонентом технологии Hydro-Bot является принцип, который позволяет растениям, например, вытягивать воду из почвы через свои корни: осмос. С новым типом спортивной одежды этот принцип ускоряется при подаче напряжения около 1,5 В. Чтобы гарантировать, что жидкость активно транспортируется изнутри одежды наружу посредством электроосмоса, используется тонкая пластиковая мембрана толщиной 20 микрон, которая покрыта драгоценным металлом с обеих сторон посредством плазменного покрытия. На лыжную куртку используется почти 0,2 г золота, что влияет на цену мембраны. Однако золото оказалось значительно более долговечным, чем покрытые серебром электроды.
Принцип действия куртки
Когда на мембрану подается электрическое напряжение, ионы соли - а вместе с ними и окружающая их жидкость - мигрируют через крошечные поры в мембране наружу, откуда они, так сказать, электрически притягиваются. Мембрана оснащена обычной батареей с кнопочной батареей, которую можно включать в зависимости от погоды и физической активности. «Даже без электричества жидкость проникает через мембрану. Однако, как только подается электрическое напряжение, эффект накачки значительно возрастает », - говорит исследователь Empa Дирк Хегеманн из отдела« Advanced Fibers ». Мембрана может откачивать около 10 л жидкости в час на квадратный метр с помощью электроосмоса.
Для готового продукта электроосмотическая мембрана была встроена в лыжную куртку в различных функциональных слоях. «Благодаря нашим новым физическим и численным моделям мы смогли оптимизировать текстильную структуру технологии Hydro-Bot», - объясняет Саймон Аннаим из отдела биомиметических мембран и текстиля.
Эксперименты в климатической камере Эмпа показали, что этот принцип действия не только работает физически, но и отвечает физиологическим требованиям человеческого организма. Здесь, потовая кукла анатомической формы Сэм имитирует поведение человеческого тела во время тренировок. Сэм движется, нагревается и выбрасывает точно определенное количество жидкости через 125 форсунок. «Сэм и предоставленные им данные позволили объективно проанализировать комфорт и функциональность одежды Hydro-Bot», - говорит Аннахайм.
Отраслевой партнер Osmotex ожидает запуска курток с технологией Hydro-Bot в сезоне 2018/19. В дополнение к Empa, норвежский производитель спортивной одежды Kjus и швейцарская текстильная компания Schoeller участвуют в дальнейшем развитии этой технологии. (Ш)