قماش ذكي للدفء والتبريد الأوتوماتيكي

باحثون أميركيون يطوّرونه

يقول باحثو جامعة ماريلاند الأميركية إنّ هذه المادة الجديدة يمكن ارتداؤها لتخفيف تكلفة التبريد والتدفئة. وقالوا إن القماش يتجاوب مع جسد مرتديه عبر تنظيم كمية الحرارة التي تمرّ عبره.
- اتساع وانكماش
وشرح الباحثون فكرة عمل القماش: مثلا، في حال كنتم تتعرّقون في يوم صيفي حار، يمنحكم هذا القماش فرصة للتخلّص من هذا الحرّ. ولكن عندما تنخفض درجة حرارة المحيط ويزداد الهواء جفافاً، وتنخفض بالتالي درجة حرارة جسدكم، يزداد ضغط القماش ليحتبس الحرارة في جسد مرتديه. وكانت الورقة البحثية التي تحمل عنوان «التمرير الديناميكي للأشعة دون الحمراء عبر القماش» قد نشرت في دورية «ساينس».
وقال يوهوانغ وانغ، أستاذ محاضر بالكيمياء والكيمياء الحيوية وأحد معدّي الدراسة، إنّه يرى وقتاً ليس ببعيد في المستقبل القريب تتحوّل فيه الملابس إلى «جلد ثانوي» يساعد الناس على الاحتفاظ بالطاقة وتقليل تكاليف التبريد والتدفئة من خلال تقليل الاعتماد عليهما أو الامتناع عن استخدامهما كلياً.
وأضاف وانغ: «ستتيح هذه التقنية لمستخدمها تنظيم محيطه المحلّي وستمنح الناس قدرة أكبر على تحمّل ظروف التدفئة والتبريد في المبنى الذي يوجدون فيه». تفيد وزارة الطاقة الأميركية بأنّ ثلاثة أرباع المنازل في الولايات المتحدة مجهّزة بأنظمة للتبريد التي تستخدم نحو 6 في المائة من إجمالي الكهرباء المنتجة. ويشير تقرير الوزارة أيضاً إلى أنّه وبالإضافة إلى فرضها تكلفة سنوية تصل إلى 29 مليون دولار تموّل من جيوب مالكي المنازل، تنتج المكيفات الهوائية ما يقارب 117 مليون طنّ متري من ثاني أكسيد الكربون سنوياً. وإلى جانب موضوع تخفيض استهلاك الطاقة، يقدّم البحث فرصة لابتكار ملابس لتبريد مرتديها.
- تطويرات عالمية
وكان باحثون فنلنديون طوروا عام 2015 «وسيلة لإضافة غشاء بلاستيكي يحتوي على قنوات مجهرية تحتوي على مادة سائلة، يدمج في صناعة السترات وغيرها من الملابس». وذكرت الورقة البحثية الفنلندية أن ملء هذه الملابس بالسوائل سيتيح للملابس تبريد مرتديها أو تدفئته.
وفي اليابان، كشف باحثون عن حلول مبتكرة لتقليل استهلاك الطاقة، مثل ملابس مبرّدة مجهّزة بمراوح صغيرة تستمدّ طاقتها من بطاريات، ويقال إنها تنتج هواء بارداً لمدة تصل إلى 11 ساعة في كلّ مرّة.
ولكنّ القماش الذي طوره باحثو ماريلاند لا يعتمد على البطاريات أو السائل.
يُصنع هذا القماش من خيط خاص مغطى بمعدن قادر على توصيل الكهرباء. عندما تكون الحالة المناخية دافئة ورطبة، أي كما تكون عادة أثناء العمل في الخارج والتعرّق الناتج عنها، تشغّل شعيرات الخيط الطبقة الموصلة التي تلتفّ بدورها حول الشعيرات وتقرّبها من بعضها. ويشير الباحثون إلى أنّه وفور حصول هذه العملية، تتفتّح المسام الموجودة في القماش لتسهّل خروج الحرارة. أمّا عندما تكون الظروف المناخية باردة، تكون العملية عكسية، وتبقى الحرارة محبوسة داخل القماش.
لشرح الفكرة القائمة خلف تطوير هذا القماش، يقارن وانغ الجسد البشري بمحرّك يحوّل طاقة الغذاء إلى حرارة.
وقال وانغ: «عندما نكون عراة بالكامل، يكون جسدنا بمثابة مشعاع فعّال يتخلّص من الحرارة بسرعة. يمكن اعتبار معظم ملابسنا على أنّها مشعاعات فعّالة، ولكن لا يمكننا التحكم بها. لذا، أردنا ابتكار آلية للتحكّم بالحرارة التي ينتجها جسدنا».
ولفت وانغ إلى أنه رغم مرور خمس سنوات على السير بتطوير هذا القماش، لا يزال الباحثون في بداية عملية تحويله إلى منتج تجاري، سيكون استخدامه الأول غالباً لصناعة الملابس الرياضية. وأشار إلى أنّ هذا القماش قابل للصبغ بألوان مختلفة، وللحبك والغسل، وله مدّة صلاحية شبيهة بصلاحية الأقمشة التجارية العادية. وأضاف أنه يعتقد أن استخدامات هذا القماش ستتجاوز ملابس راكبي الدراجات الهوائية والمتزلجين مع الوقت. وأخيراً، شدد الباحث على أنّ أداء هذا القماش قد يكون فعالاً للأطفال الذين يحتاجون إلى دفء دائم، وربما لكبار السن أو المرضى.