Om du lider av kronisk muskelsmärta kommer en läkare sannolikt att rekommendera dig att applicera värme på skadan. Men hur lindar du den värmen effektivt runt en fog? Koreanska forskare vid Center for Nanopartikelforskning, Institutet för grundläggande vetenskap (IBS) i Seoul, tillsammans med ett internationellt team, har kommit på ett genialiskt sätt att skapa terapeutisk värme i ett ljus, flexibel design.
Andra team har kommit med liknande enheter tidigare, även om ingen kunde skapa något som inte förlitade sig på exotiska material eller en komplex tillverkningsprocess, faktorer som båda bär rejäla prislappar. Till skillnad från sina föregångare, teamet på IBS höll sig borta från saker som kolnanorör och guld och tittade på ett mer nyttigt alternativ för sitt byggmaterial:tunna skivor av silver nanotrådar.
Silver nanotrådarna är små, i genomsnitt ~150 nm i diameter och ~30 μm i längd (ett människohår varierar från 17 till 181 µm). Nanotrådarna blandades till ett flytande elastiskt material som är både mjukt och stretchigt när det är torrt.
För att säkerställa att materialet förblir tätt mot målområdet under uppvärmning, teamet utarbetade ett 2D sammankopplande spolmönster för nätstrukturen. För att göra nätet, den flytande blandningen hälldes i en formad form. Det silverelastiska nätet var inklämt mellan ett övre och nedre lager av mjuk, tunn isolering.
I materialflexibilitetstester, när den placeras på knä- och handledsleder, nätet värms upp medan det är deformerat och under belastning på knä- och handledsleder. Den är lätt, andas och genererar värme över hela materialets yta. En varmvattenflaska som används för att behandla muskelsmärta känns bra, men den kommer oundvikligen att svalna när den används. Kommersiellt tillgängliga elektriska värmekuddar är tillräckliga för att applicera värme till ett skadat område, men deras sladdar måste kopplas till ett A/C-uttag för att fungera. Det är här den nya tekniken trumfar den gamla. Nätet håller en konstant temperatur istället för att kylas ner under användning och är batteridrivet så det behöver inget uttag.
Vänster:mesh i ett avslappnat tillstånd Höger:Mesh sträckt över en kurva till 100 %
Utöver termoterapi, applikationerna är oändliga. Denna teknik kan användas som ett lätt värmeelement i skidjackor, eller som en hypereffektiv stolsvärmare i en bil. Även om endast platt nät anslutet till ett rör har gjorts hittills, det är inte svårt att föreställa sig att skapa mer intrikata mönster som formen av en hand med detaljerade fingrar.