Исследователи в области материаловедения и оптоэлектроники из Дрекселя обнаружили, что покрытие из двумерного наноматериала MXene может повысить способность других материалов улавливать или отталкивать инфракрасные лучи. Учитывая, что MXene в 200–300 раз тоньше человеческого волоса, это может стать крупной находкой в промышленных системах радиационного нагрева и охлаждения.
В ходе экспериментов учёные выяснили, что карбид ниобия MXenes может эффективно рассеивать тепло, в то время как карбид титана MXene демонстрирует исключительную теплозащиту: его температура поднимается всего до 43 градусов Цельсия после пятиминутного нагревания на 110-градусной плите. Этот результат в экранировании тепла куда лучше, чем у полированных металлов, являющихся в настоящее время самыми эффективными. Оценив вдобавок ещё и тонкость MXenes, учёные подумали, что его можно было бы интегрировать в лёгкую одежду, которая сохраняет тепло в экстремальных условиях.
Команда покрасила хлопчатобумажную футболку раствором карбида титана MXene и использовала инфракрасную тепловизионную камеру для контроля температуры человека, который её носит. Результаты показали, что рубашка с MXene-покрытием охлаждала своего владельца примерно на 10–15 градусов по Цельсию.
«Коммерческая тепловая одежда использует очень тонкие полимерные волокна с низкой теплопроводностью — например, флис. Они согревают нас, но при этом имеют слишком большую толщину. MXene же тоньше шёлка и может обеспечивать эффективное согревание. Это тот же принцип, который используется в термоодеялах из майлара, которые бегуны надевают после забега в холодную погоду», — говорит Линги Би, докторант лаборатории Гогоци, специализирующийся на текстиле.