Kā funkcionālās šķiedras izvada sviedrus?

Šajā emuāra ierakstā ir pētīts, kā funkcionālās šķiedras, piemēram, Coolmax, ātri izvada sviedrus un uztur ķermeņa temperatūru, izmantojot savu šķiedru struktūru un zinātniskos principus.

 

Intensīva fiziskā slodze, kas izraisa spēcīgu svīšanu, var samērcēt apģērbu, samazinot tā funkcionalitāti. Mitruma sajūta var radīt diskomfortu, un sviedru svars var kavēt sportista sniegumu. Tas ne tikai samazina vingrinājumu efektivitāti, bet arī var ietekmēt ilgtermiņa ķermeņa temperatūras regulāciju. Jo vairāk sviedru rodas, jo ātrāk siltums tiek noņemts no ādas virsmas, kas var izraisīt ķermeņa pārāk ātru atdzišanu. Šī problēma kļūst īpaši nopietna aukstā vidē. Bez atbilstoša apģērba šādos apstākļos palielinās ķermeņa enerģijas patēriņš, un nogurums fiziskās slodzes laikā var pastiprināties.
Turklāt aukstās, vējainās dienās sviedru atdzišana var atņemt ķermenim siltumu, ekstremālos gadījumos potenciāli izraisot hipotermiju. Izslapjuša apģērba valkāšana vējā var izraisīt līdz pat 240 reizēm lielākus siltuma zudumus nekā sausa apģērba valkāšana. Lai risinātu šīs problēmas, sporta apģērbam ir ne tikai jāpielāgojas temperatūrai, bet arī jāpalīdz regulēt ķermeņa temperatūru, ātri iztvaicējot mitrumu. Līdz ar to ir radusies nepieciešamība pēc funkcionāliem materiāliem, kas efektīvi absorbē mitrumu un ātri to izkliedē, un ir izstrādāti vairāki šādi materiāli. Spilgts piemērs ir DuPont izstrādātais "Coolmax".
Coolmax ir izgatavots no poliestera bāzes materiāliem, kas viegli neuzsūc mitrumu. Dabiskās šķiedras, piemēram, kokvilna, kurām piemīt daudzas specifiskas ķīmiskas struktūras, kas viegli saistās ar ūdens molekulām, labi absorbē mitrumu, bet mitras slikti žūst. Turpretī poliestera šķiedrām gandrīz nav šo specifisko ķīmisko struktūru, tāpēc tās nespēj viegli saistīties ar ūdens molekulām. Līdz ar to tās absorbē maz mitruma un paliek sausas. Bet, ja poliestera šķiedras labi neuzsūc mitrumu, kā tās var to efektīvi noņemt? Kā Coolmax šķiedra, kas izgatavota no poliestera, spēj ātri novadīt sviedrus no ādas uz ārpusi?
Noslēpums slēpjas ekstrudētās dzijas šķērsgriezumā. Ķīmiskās šķiedras, piemēram, poliesters, veidojas, kad izkusis šķidrs izejmateriāls iziet cauri sīkiem caurumiņiem, atdziest, sacietē un iegūst dzijas formu. Šeit izveidoto sākotnējo dziju sauc par "pavedienu", un mazo caurumu, no kura tā iznāk, sauc par "vērpšanas ierīci". Pavediena šķērsgriezuma formu nosaka vērpšanas ierīces forma. Coolmax dzija, kas veidojas, ekstrudējot to caur krustveida vērpšanas ierīci, šķērsgriezumā atbilst vērpšanas ierīces formai, kā rezultātā dzijas malās visos virzienos veidojas rievas. No šīs dzijas austos audumos veidojas mikroskopiskas poras, palielinot gaisam pakļauto virsmas laukumu salīdzinājumā ar audumiem, kas austi no dzijas ar standarta apaļu šķērsgriezumu. Mitrums, kas saskaras ar šķiedru, pēc tam kapilārās darbības rezultātā izplūst uz āru caur šiem sīkajiem caurumiņiem.
Kapilārā darbība ir parādība, kad šķidruma virsma, ievietojot to šaurā, garā caurulītē, paceļas augšup. Piemēri ir ūdens absorbcija ar augu saknēm vai sūkļiem un spirta pacelšanās augšup pa spirta lampas degli. Coolmax šķiedru gadījumā, pateicoties adhēzijas spēkam starp mikroskopisko poru sieniņām un ūdens molekulām, tiklīdz mitruma mala sāk kāpt pa sienu, kohēzijas spēks starp ūdens molekulām liek visai ūdens virsmai mēģināt pacelties līdz malas ūdens molekulu augstumam. Pateicoties šo divu spēku nepārtrauktai mijiedarbībai, visi uz ādas uzkrājušies sviedri var izplūst ārpus šķiedras un iztvaikot.
Coolmax šķiedrai piemīt zema mitruma saglabāšanas spēja, kas ļauj tai iztvaikot daudz ātrāk nekā kokvilnas šķiedrai. Pat rūpīgi izmērcētu apģērbu var uzreiz uzvilkt pēc ātras izgriešanas un sakratīšanas. Šī īpašība ir ļoti praktiska tiem, kas bieži nodarbojas ar aktivitātēm brīvā dabā. Coolmax šķiedras ir īpaši noderīgas ne tikai sportistiem, bet arī tiem, kam patīk pārgājieni un kempings, jo tās saglabā siltumu ekstremālos apstākļos, vienlaikus veicinot efektīvu sviedru novadīšanu. Turklāt, pateicoties sintētiskās šķiedras dabai, Coolmax šķiedra piedāvā lielisku izturību pret kaitēkļiem un izcilas antibakteriālas īpašības, padarot to viegli kopjamu. To plaši izmanto T-kreklos un dažādos sporta apģērbos, un tās spēja brīvi sajaukt ar kokvilnas dziju paplašina tās pielietojumu apakšveļā un zeķēs.
Šķiedras fizikālās īpašības nenosaka tikai tās ķīmiskais sastāvs, bet tās būtiski ietekmē arī dzijas šķērsgriezuma forma un biezums, kā arī aušanas metode. Iepriekš apģērbu materiālu izstrāde koncentrējās tikai uz mikroskopiskām, viendimensiju ķīmiskām struktūrām. Tomēr pēdējā laikā ir vērojama aktīva kustība, lai atklātu jaunas funkcionālās šķiedras, atbilstoši modificējot un kombinējot atlikušos šķiedru elementus. Ņemot vērā šo tendenci, nav pārspīlēti prognozēt, ka turpinās parādīties tādi radoši materiāli kā Coolmax šķiedra.
Galu galā funkcionālās šķiedras attīstās, lai apmierinātu mūsdienu cilvēku vajadzības, kuri ikdienā meklē komfortu. Līdz ar to to potenciālie pielietojumi sniedzas tālāk par ikdienas valkāšanu un sporta apģērbu, aptverot arī dažādas nozares. Šajā brīdī, kad progresīvas materiālu tehnoloģijas ievieš būtiskas pārmaiņas visos mūsu dzīves aspektos, funkcionālās šķiedras turpinās attīstīties un tām būs izšķiroša loma cilvēka dzīves kvalitātes uzlabošanā.

 

Par autoru

Scenārija autors

Esmu "kaķu detektīvs", kas palīdz atkalapvienot pazudušos kaķus ar viņu ģimenēm.
Es atjaunoju spēkus, malkojot kafijas krūzi, izbaudu pastaigas un ceļošanu, un paplašinu savas domas, rakstot. Vērojot pasauli uzmanīgi un sekojot savai intelektuālajai zinātkārei kā bloga rakstītāja, es ceru, ka mani vārdi var sniegt palīdzību un mierinājumu citiem.