다감성 라미네이트 및 위상 변경 나노 복합물은 어떻게 정밀압, 얼음 마모 및 저산소 피로를 동시에 무시하기 위해 산 등반 직물을 장착 하는가?

등산 직물 , 이하의 영하 온도와 허리케인 포스 바람의 수직 상승을 위해 설계된 것은 정밀 재료 과학을 통해 반대 성능 요구를 조정하는 계층 적으로 구조화 된 라미네이트에 의존합니다. 가장 바깥 쪽 층은 일반적으로 2.5D 직교 구조로 짜여진 탄소 나노 튜브 (CNT) 원사 (3-5 중량%)로 강화 된 20-50 µm 폴리 아미드 막을 사용합니다. 이 구성은 15,000–20,000 g/m²/24HR의 수분 증기 전송 속도 (MVTR)를 유지하는 동시에 25,000mmH₂O (ISO 811 테스트)의 정수압 저항을 달성합니다. CNT 강화는 50,000 마르 틴데 사이클에 대한 내마모성을 향상시켜 6,000 미터 이상의 고도에서 흔히 볼 수있는 얼음 결정 전단력에 저항합니다.

이 아래에서, 전기 방사 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (EPTFE) 나노 섬유 (200-500 nm 직경)의 중간층은 통기성 장벽을 형성합니다. 기존의 미세 다공성 막과는 달리, 이들 섬유는 회전하는 동안 정전기 전계 조작을 통해 정렬되며, 액체 수 유입을 차단하지만 분자 수증기 확산을 허용하는 구불 구불 한 0.1-0.3 µm 경로를 만듭니다. 서리 축적을 방지하기 위해, EPTFE는 얼음 접착 강도를 <10 kPa (ASTM D3708)로 낮추어 빙 시트가 최소한의 기계적 응력 하에서 흘린 Zwitterionic 중합체로 도핑된다.

가장 안쪽 층은 중공 코어 폴리 에스테르 매트릭스 내의 위상 변화 재료 (PCM)를 통합합니다. 18-28 ° C로 조정 된 용융 온도가있는 파라핀 기반 마이크로 캡슐 (5–20 µm)은 폼 코팅을 통해 내장되어 강렬한 등반 중에 대사 열을 흡수하고 휴식 간격 동안 방출합니다. 이 열 완충액은 8-12 스레드/cm에서 직조 된 그래 핀 코팅 전도성 실과 결합 된이 열 완충액은 외부 조건이 -30 ° C와 15 ° C 사이의 스윙에도 불구하고 ± 2 ° C 범위 내에서 피부 온도를 조절합니다. 전도성 네트워크는 또한 건조하고 고도가 높은 바람에 의해 생성 된 정적 전하 (<0.5 kV)를 소산하여 불편 함 및 장비 간섭을 완화시킵니다.

접착 기술은 라미네이트 무결성을 유지하는 데 중추적 인 역할을합니다. 반응성 폴리 우레탄 핫 멜트 접착제, 압전 전기 제트를 통해 50-80 µm 불연속 패턴으로 적용되는 통기성을 손상시키지 않은 채권 층. 이 접착제는 대기 수분을 통해 치료되어 -40 ° C에서 최대 0.8 MPa (ASTM D4498)에서 전단 응력을 견딜 수있는 요소 연결을 형성합니다. 어깨 나 무릎과 같은 고기 구역의 경우 레이저 컷 아라미드 섬유 패치 (200-300 gsm)는 Co₂ 레이저를 사용하여 외부 층에 융합에 결합되어 있으며,이를 감지하지 않고 10 kN 마모 하중을 견딜 수있는 원활한 마모 방패를 만듭니다.

저산소증에 대한 동적 반응은 스마트 섬유 통합을 통해 설계됩니다. 프러시아 블루/카본 잉크 전극으로 인쇄 된 실 기반 산소 센서, 반사 광 발표 촬영을 통해 혈액 산소화 수준 (SPO)을 모니터링합니다. 데이터를은 코팅 된 폴리 아미드 원사 (0.5–1.0 Ω/cm)를 통해 웨어러블 허브로 전송하여 통합 환기 패널에서 미세 압축기를 트리거하여 Spo₂가 85% 미만으로 떨어질 때 공기 흐름을 30-50% 증가시킵니다.

제조 혁신에는 섬유 표면에서 다이아몬드 유사 탄소 (DLC) 코팅의 플라즈마 강화 화학 증기 증착 (PECVD)이 포함되어 암석 표면에 대해 마찰 계수 (µ)를 0.05-0.1로 감소시킵니다. 초 임계 CO₂ 주입을 통한 불소화 된 실란을 사용한 후 처리 후 오일, 염 및 생물학적 오염 물질을 방출하는 전능성 표면을 생성합니다.

새로운 반복은 외부 층 내에자가 치유 폴리 (우레아-오레탄) 엘라스토머를 포함하여 UV- 트리거 이황화 결합 재구성을 통해 마이크로 탑을 자율적으로 복구한다. 현장 테스트는 72 시간의 태양 노출 후 95%의 눈물 회복을 보여 주며, 끊임없는 알파인 UV 환경에서 의류 수명을 연장합니다 .