De nouvelles recherches sur le graphène matériel bidimensionnel (2-D) ont permis aux chercheurs de créer des vêtements adaptatifs intelligents qui peuvent abaisser la température corporelle du porteur dans les climats chauds.

Une équipe de scientifiques de l'Institut national du graphène de l'Université de Manchester a créé un prototype de vêtement pour démontrer le contrôle dynamique du rayonnement thermique dans un vêtement en utilisant les propriétés thermiques et la flexibilité remarquables du graphène. Le développement ouvre également la porte à de nouvelles applications telles que, écrans infrarouges interactifs et communication infrarouge secrète sur les textiles.

Le corps humain émet de l'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques dans le spectre infrarouge (connu sous le nom de rayonnement du corps noir). Dans un climat chaud, il est souhaitable d'utiliser toute l'étendue du rayonnement infrarouge pour abaisser la température corporelle, ce qui peut être obtenu en utilisant des textiles transparents aux infrarouges. Quant au cas contraire, Les couvertures anti-infrarouges sont idéales pour minimiser la perte d'énergie du corps. Les couvertures d'urgence sont un exemple courant utilisé pour traiter les cas extrêmes de fluctuation de la température corporelle.

L'équipe collaborative de scientifiques a démontré la transition dynamique entre deux états opposés en réglant électriquement l'émissivité infrarouge (la capacité de rayonner de l'énergie) des couches de graphène intégrées sur les textiles.

Le graphène d'une épaisseur d'un atome a été isolé et exploré pour la première fois en 2004 à l'Université de Manchester. Ses utilisations potentielles sont vastes et la recherche a déjà permis de faire des bonds en avant dans les produits commerciaux, notamment; piles, téléphones portables, articles de sport et automobile.

La nouvelle recherche publiée aujourd'hui dans la revue Lettres nano , démontre que la technologie textile optique intelligente peut modifier sa visibilité thermique. La technologie utilise des couches de graphène pour contrôler le rayonnement thermique des surfaces textiles.

Professeur Coskun Kocabas, qui a dirigé la recherche, a déclaré:"La capacité de contrôler le rayonnement thermique est une nécessité clé pour plusieurs applications critiques telles que la gestion de la température du corps dans des climats à température excessive. Les couvertures thermiques sont un exemple courant utilisé à cette fin. Cependant, Le maintien de ces fonctionnalités alors que l'environnement se réchauffe ou se refroidit a été un défi exceptionnel."

Le professeur Kocabas a ajouté :« La démonstration réussie de la modulation des propriétés optiques sur différentes formes de textile peut tirer parti de l'utilisation omniprésente d'architectures fibreuses et permettre de nouvelles technologies fonctionnant dans l'infrarouge et d'autres régions du spectre électromagnétique pour des applications telles que les écrans textiles, la communication, combinaisons spatiales adaptatives, et la mode."

Cette étude s'appuie sur les recherches précédentes du même groupe utilisant du graphène pour créer un camouflage thermique capable de tromper les caméras infrarouges. La nouvelle recherche peut également être intégrée dans des matériaux textiles de fabrication de masse existants tels que le coton. Démontrer, l'équipe a développé un produit prototype au sein d'un t-shirt permettant au porteur de projeter des messages codés invisibles à l'œil nu mais lisibles par des caméras infrarouges.

« Nous pensons que nos résultats arrivent à point nommé, montrant la possibilité de transformer les propriétés optiques exceptionnelles du graphène en de nouvelles technologies habilitantes. Les capacités démontrées ne peuvent pas être atteintes avec des matériaux conventionnels.

"La prochaine étape pour ce domaine de recherche est de répondre au besoin de gestion thermique dynamique des satellites en orbite terrestre. Les satellites en orbite subissent des excès de température, quand ils font face au soleil et qu'ils gèlent dans l'ombre de la terre. Notre technologie pourrait permettre une gestion thermique dynamique des satellites en contrôlant le rayonnement thermique et en régulant la température des satellites à la demande », a déclaré Kocabas.

Le professeur Sir Kostya Novoselov a également participé à la recherche :« C'est un bel effet, intrinsèquement routé dans la structure de bande unique du graphène. C'est vraiment excitant de voir que de tels effets donnent naissance à ces applications de haute technologie", a-t-il déclaré.

Le papier, "Textiles infrarouges adaptatifs au graphène, " par Kocabas et al, est publié dans Lettres nano .