Para peneliti dari University of Maryland telah menciptakan sebuah kain yang secara otomatis dapat mengatur jumlah panas yang melewatinya.
Ketika kondisinya hangat dan lembap, seperti berada di sekitar tubuh yang berkeringat, kain memungkinkan radiasi infra merah (panas) melewati dari tubuh keluar. Saat kondisi menjadi lebih dingin dan kering, kain mengurangi panas yang keluar dari tubuh.
Pengembangan ini dilaporkan dalam jurnal Science.
Para peneliti menciptakan kain dari benang rekayasa yang khusus dilapisi dengan logam konduktif. Dalam kondisi panas dan lembap, untaian benang memadat dan mengaktifkan lapisan, yang mengubah cara kain dalam berinteraksi dengan radiasi inframerah. Mereka menyebut aksinya ini sebagai “gating” radiasi infra merah, yang bertindak ibarat sebuah tirai yang dapat diatur dalam mentransmisikan atau memblokir panas.
“Ini adalah teknologi pertama yang memungkinkan kita untuk mengatur gerbang radiasi infra merah secara dinamis,” kata YuHuang Wang, seorang profesor kimia dan biokimia di University of Maryland dan salah satu penulis makalah terkait yang mengarahkan penelitian.
Benang dasar untuk kain tekstil terbaru ini dibuat dengan serat-serat yang terbuat dari dua bahan sintetis yang memiliki sifat berbeda — satu menyerap air dan yang lain menolaknya. Setiap helainya dilapisi dengan tabung nano karbon, kelas khusus dari logam konduktif yang ringan, berbasis karbon. Karena bahan dalam serat menahan dan menyerap air, serat akan mengkerut ketika terkena kelembapan seperti berada di sekitar tubuh yang berkeringat. Distorsi itu membuat setiap untaian benang menjadi lebih rapat, yang melakukan dua hal. Pertama, ia membuka pori-pori pada kain. Ini memiliki efek pendinginan kecil karena memungkinkan panas keluar. Kedua, dan yang paling penting, memodifikasi kopling elektromagnetik antara tabung nano karbon pada lapisan.
“Anda dapat memikirkan efek kopling ini seperti menekuk antena radio untuk mengubah panjang gelombang atau frekuensi yang beresonansi dengannya,” kata Wang. “Ini adalah cara yang sangat sederhana untuk memikirkannya, tetapi bayangkan membawa dua antena berdekatan untuk mengatur jenis gelombang elektromagnetik yang mereka ambil. Ketika serat-serat disatukan, radiasi mereka berinteraksi dengan perubahan. Dalam pakaian, itu berarti kain berinteraksi dengan panas yang memancar dari tubuh manusia. ”
Tergantung pada penyetelannya, kain tersebut dapat memblokir radiasi infra merah atau memungkinkannya melewatinya. Reaksinya hampir instan, jadi sebelum orang menyadari bahwa mereka mulai merasakan panas, pakaiannya sudah bisa mendinginkannya. Di sisi lain, saat tubuh mendingin, mekanisme gerbang dinamis bekerja secara terbalik untuk memerangkap panas.
“Tubuh manusia adalah radiator yang sempurna. Ia mengeluarkan panas dengan cepat,” kata Min Ouyang, seorang profesor fisika di UMD. “Sepanjang sejarah, satu-satunya cara untuk mengatur radiator adalah melepas pakaian atau mengenakan pakaian. Tetapi kain ini adalah regulator dua arah yang baik.”
Menurut makalah di Science, ini adalah tekstil pertama yang terbukti mampu mengatur pertukaran panas dengan lingkungan sekitar.
“Pekerjaan yang pertama kalinya ini memberikan karakteristik baru yang dapat berubah untuk sebuah pakaian yang dapat menyesuaikan dengan kenyamanan,” kata Ray Baughman, seorang profesor kimia di University of Texas yang tidak terlibat dalam penelitian ini. “Telah diketahui sebelumnya tekstil yang meningkatkan porositas dalam menanggapi keringat atau peningkatan suhu, serta tekstil yang mentransmisikan radiasi inframerah yang terkait dengan suhu tubuh. Namun, tidak ada yang sebelumnya yang telah menemukan cara untuk mengubah baik porositas dan transparansi inframerah dari sebuah tekstil sehingga memberikan peningkatan kenyamanan dalam menanggapi kondisi lingkungan.”
Diperlukan lebih banyak pekerjaan lagi sebelum kain dapat dijual secara komersial, tetapi menurut para peneliti, bahan yang digunakan untuk serat dasar sudah tersedia dan lapisan karbon dapat dengan mudah ditambahkan selama proses pencelupan standar.
“Menurut saya sangat menarik untuk dapat menerapkan fenomena gating ini pada pengembangan tekstil yang memiliki kemampuan untuk meningkatkan fungsionalitas pakaian dan berbagai jenis kain lainnya,” kata Ouyang.
