Küresel ısınma yoğunlaştıkça, insanlar giderek daha fazla aşırı sıcaktan muzdarip oluyor.
İç mekânda veya dış mekânda yüksek sıcaklıktaki bir ortamda çalışanlar için termal olarak rahat kalmak özellikle önemli hale geliyor.
Yapay zekâ geliştikçe insanın donanımları da gelişiyor. Bir ekip, değişen ortam sıcaklıklarına otomatik olarak uyum sağlayabilen ve böylece sıcak ortamlarda çalışan güvenliğini sağlamaya yardımcı olan termal olarak yalıtılmış ve nefes alabilen yumuşak robotik giysiler geliştirdi.
Sabit bir vücut sıcaklığını korumak, yaşamak ve çalışmak için en kritik gerekliliklerden biridir. Yüksek sıcaklıklı ortamlar enerji tüketimini artırarak ısı stresini artırıyor. Neticede kardiyovasküler hastalık, diyabet, ruh sağlığı sorunları ve astım gibi kronik rahatsızlıkları artırırken, bulaşıcı hastalık bulaşma riskini de artırıyor. Dünya Sağlık Örgütü'ne göre, dünya çapında 2000 ile 2019 yılları arasında yıllık yaklaşık 489.000 ısıya bağlı ölüm meydana geldi ve bunların %45'i Asya'da ve %36'sı Avrupa'da gerçekleşti.
Termal koruyucu giysiler, yangın mahallerinde bulunması gereken itfaiyeciler ve uzun süreler boyunca dışarıda çalışan inşaat işçileri gibi aşırı yüksek sıcaklık ortamlarında kişileri korumak için olmazsa olmazdır. Ancak, geleneksel donanım, orta düzeydeki koşullarda aşırı ısınmaya ve rahatsızlığa yol açabilen statik olarak sabitlenmiş termal dirençle sınırlandırılmıştır. Isı yalıtımı ise aşırı yangın olaylarında ve diğer yüksek sıcaklık ortamlarında yeterli koruma sağlamayabiliyor. Bu sorunu çözmek için çalışan ekip, sıcak ortamlarda otomatik sıcaklık adaptasyonu ve termal yalıtım için akıllı yumuşak robotik giysiler geliştirerek, çeşitli sıcaklıklarda üstün kişisel koruma ve termal konfor sunuyor.
Araştırma esas olarak yapısal değişikliklere dayanan güvercinlerdeki adaptif termal düzenleme mekanizması gibi doğadaki biyomimikriden ilham alıyor. Güvercinler, çevreye ısı kaybını azaltmak için derilerini çevreleyen bir hava tabakasını hapsetmek için tüylerini kullanıyorlar. Sıcaklık düştüğünde, önemli miktarda durgun havayı hapsetmek için tüylerini kabartıyorlar, böylece termal direnci artırıp vücut sıcaklığını koruyorlar.
Ekip tarafından geliştirilen koruyucu giysiler, dinamik adaptif termal yönetim için yumuşak robotik tekstil kullanıyor. İnsan ağ desenli bir dış iskelet gibi tasarlanmış ve toksik olmayan, yanıcı olmayan, düşük kaynama noktalı bir sıvıyı kapsülleyen yumuşak aktüatörler, giysinin içine stratejik olarak yerleştiriliyor. Bu termo-uyarılmış sistem, ortam sıcaklığı yükseldiğinde sıvıyı gaza dönüştürüyor, yumuşak aktüatörlerin genişlemesine ve tekstil matrisinin kalınlaşmasına neden oluyor. Böylece durgun havanın boşluğunu artırıyor ve termal direnci iki katına çıkarıyor. Koruyucu giysiler ayrıca, dış yüzey 120 dereceye ulaştığında bile iç yüzey sıcaklıklarını geleneksel ısıya dayanıklı giysilerden en az 10 derece daha serin tutabiliyor.
Termoplastik poliüretandan üretilen bu benzersiz yumuşak robotik tekstil yumuşak, esnek ve dayanıklı görünüyor. Özellikle, şekil hafızalı alaşımlarla kaplı sıcaklığa duyarlı giysilerden çok daha cilt dostu ve uyumlu ve çok çeşitli koruyucu giysiler için ayarlanabiliyor. Yumuşak aktüatörler, sıkı standart yıkama testlerinden geçtikten sonra hiçbir şekilde sızıntı yapmıyor. Malzemenin gözenekli, aralıklı örgü yapısı, yüksek nem nefes alabilirliğini korurken konvektif ısı transferini önemli ölçüde azaltabiliyor.
Çalışma ekibi, geliştirdikleri akıllı kıyafetleri yüksek sıcak ortamlarda veya soğuk ortamlarda çalışanlar için gayet uygun olduğunu belirtiyorlar. İtfaiyecilerden, fırınlarda çalışanlara kadar hemen herkesin rahatlıkla kullanabileceğini, elbisenin geniş sıcaklık aralıklarında vücudu daha iyi koruduğunu ifade ediyorlar.
