Hämtar designinspiration från huden på smygande havsdjur, ingenjörer vid University of California, Irvine har utvecklat en nästa generation, adaptiv rymdfilt som ger användarna möjlighet att kontrollera sin temperatur. Innovationen beskrivs i detalj i en studie som publicerades idag i Naturkommunikation .

"Ultra-lätta rymdfiltar har funnits i decennier - du ser maratonlöpare linda in sig i dem för att förhindra förlust av kroppsvärme efter ett lopp - men den viktigaste nackdelen är att materialet är statiskt, " sa medförfattaren Alon Gorodetsky, UCI docent i kemisk och biomolekylär teknik. "Vi har gjort en version med föränderliga egenskaper så att du kan reglera hur mycket värme som fångas eller släpps ut."

UCI-forskarna tog designtips från olika arter av bläckfiskar, bläckfiskar och bläckfiskar som använder sina adaptiva, dynamisk hud för att trivas i vattenmiljöer. En bläckfisks unika förmåga att kamouflera sig själv genom att snabbt ändra färg beror på, till viss del, till hudceller som kallas kromatoforer som omedelbart kan förändras från små punkter till tillplattade skivor.

"Vi använder ett liknande koncept i vårt arbete, där vi har ett lager av dessa små metallöar som gränsar till varandra, " sa huvudförfattaren Erica Leung, en UCI doktorand i kemisk och biomolekylär teknik. "I avslappnat tillstånd, öarna klumpas ihop och materialet reflekterar och fångar värme, som en traditionell Mylar -rymdfilt. När materialet sträcks, öarna sprids isär, tillåter infraröd strålning att gå igenom och värme att strömma ut."

Gorodetsky sa att han har många fler tillämpningar i åtanke för det nya materialet:som reflekterande skär i byggnader för att ge ett isoleringsskikt som anpassar sig till olika miljöförhållanden; att tillverka tält som skulle vara exceptionellt bra för att hålla de åkande bekväma utomhus; och för att effektivt hantera temperaturen på värdefulla elektroniska komponenter.

Kläder skulle vara en särskilt passande applikation för det nya, bioinspirerat material, enligt Gorodetsky, som samarbetar i forskningsprojekt med motsvarigheter hos tillverkaren av sportkläder Under Armour Inc.

"Temperaturen där människor trivs på ett kontor är lite olika för alla. Där en person kan må bra vid 70 grader, personen vid nästa skrivbord kanske föredrar 75 grader, ", sa han. "Vår uppfinning kan leda till kläder som anpassar sig för att passa bekvämligheten för varje person inomhus. Detta kan resultera i potentiella besparingar på 30 till 40 procent på energianvändning för värme och luftkonditionering."

Och de maratonlöpare som omsluter sig i rymdfiltar kanske kan skriva in ett nummer på ett plaggintegrerat användargränssnitt för att uppnå önskad nivå av termisk komfort, optimering av prestanda under lopp och återhämtning efteråt.

Andra fördelar som Leung nämner inkluderar materialets låga vikt, enkelhet och låg tillverkningskostnad, och hållbarhet. Hon noterade att den kan sträckas ut och återgå till sitt ursprungliga tillstånd tusentals gånger.