この画像を大きなサイズで見るホッカイロもいいが、服や防寒具自体に発熱効果があれば寒さをしのぎやすくなると思わない？科学者たちはまさにそんな「スマート繊維」の開発に成功した。
この新素材は、太陽光を吸収して熱に変換し、わずか10分で温度を30℃以上上昇させることができる。
さらに、温度に応じて色が変化する特殊な染料が組み込まれており、服の色の変化で温度の変化を視覚的に確認できるのだ。
この革新的な技術は、極寒の環境での衣服や山岳救助用の装備、さらにはペット用の服にまで応用できる可能性を秘めている。
着るヒーター、発熱素材を利用した繊維
これまでにも、寒冷地での体温維持を目的とした「着るヒーター」は開発されてきた。しかし、従来の技術にはいくつかの課題があった。
例えば、金属ナノ材料を使用するものは高価であり、バッテリーを必要とするものはかさばってしまう。
こうした問題を解決するため、カナダのウォータールー大の化学工学者であるユーニン・リー博士と彼の研究チームは、「フォトサーマルポリマー（Photothermal Polymers）」と呼ばれる光を熱に変換するプラスチックのような素材に着目した。
研究チームは、ポリアニリン（PANI: 導電性を持ち、電気や光を利用した機能を持たせることができるプラスチック材料）とポリドーパミン（PDA: 接着性が高く、さまざまな材料にくっつく性質を持つ生体模倣ポリマー）のナノ粒子を熱可塑性ポリウレタン（PTU）の繊維の中に埋め込むことで、光熱変換機能を持つ新しい繊維を開発。
PTUは、熱によって形を変えることができ、冷やすと元の形に戻る柔軟なプラスチック素材のことで、軟性と耐久性に優れ、防水衣類やスポーツウェアに広く使用される素材だ。
さらに、温度に応じて色が変わる特殊な染料「サーモクロミック（Thermochromic）を組み込むことで、温度が上昇すると繊維の色が変化する仕組みを作り出した。
この画像を大きなサイズで見るテディベアで実験、発熱効果と色の変化が実証される
開発した繊維の性能を検証するため、研究チームはこの新素材を用いて小さなセーターを編み、テディベアに着せて実験を行った。
結果は驚くべきものだった。赤いセーターは太陽光を10分間浴びると、摂氏53.5℃まで上昇。さらに、温度が上がるにつれて赤色の染料分子が化学構造を変化させ、セーターの色が白くなったのだ。
「このナノ粒子は、さまざまな波長の太陽光を効率的に吸収することができます。光がナノ粒子に当たると、光エネルギーを吸収し、熱エネルギーに変換する『光熱変換』というプロセスを通じて熱を放出します」とリー博士は語る。
この画像を大きなサイズで見る耐久性もあり、繰り返し使用可能
このスマート繊維は、柔らかく伸縮性があり、元のサイズの5倍まで伸ばすことが可能だ。さらに、25回の洗濯後も色と温度変化の特性を保持しているという。
「私たちは耐久性を最優先し、繰り返しの使用や環境への曝露に耐えられる素材を目指しました」とリー博士は述べている。
この画像を大きなサイズで見る次の課題はコストと安全性の確認
現在、研究チームはこの素材を商業化するための準備を進めているが、さらなる検証が必要だ。
「次のステップとしては、生産コストの削減、製造プロセスの拡大、そして長時間の皮膚接触における安全性の確認が課題です」とリー博士は語る。
このスマート繊維が実用化されれば、極寒の環境での作業服やアウトドアウェア、防寒対策が必要なペットの服など、さまざまな分野で活躍することが期待される。
短毛のペットたちの真冬のお散歩にも対応できそうだ。
人間の体から発せられる水蒸気を熱エネルギーに変換してくれるのがヒートテック素材だけど、私のような乾燥肌で血行障害の人は、水分を根こそぎもっていかれてしまい、アレルギー反応が出てしまって、今は着ることができなくなってしまったから、この素材に期待したいんだ。
この研究は『Advanced Composites and Hybrid Materials』誌（2024年10月11日に掲載された。
References: This smart fabric heats up under the sun | Waterloo News | University of Waterloo
今雪が大変な地域があるし、この素材で融雪システムを補助できるようにならないかな？
吸湿と速乾。この2点の性能が気になる。
この部分が性能低いと汗かいた時に汗冷えからの低体温症コンボ食らうんだよ、体験済みだ。この手の服着て汗かくような事しなけりゃいいだけかもしれんけど。雪かきとかさ、汗かくよ。
既存の発熱繊維は肌の水分がエネルギー元だから、汗かくと暴走するしインナーにしかできないから着脱できなくてどうも使いづらいのよね
これは逆にアウターにしかならないけど、暑かったら脱げるのは明確にメリットかも
この繊維が耐久性とコストをクリアして、わずかな太陽光でも発熱してくれるなら、雪国の屋根に網のように張って危険な雪降ろしをしなくていいようにならないかな。
屋外の融雪には有効だとして、夏に地獄になりそう
こんなのより猛暑日に着るだけで20℃になる服を発明してほしい
マジかよ。この素材が一般に流通して手の届く範囲になったら雪中キャンプが難易度イージーになるじゃん！
太陽に当てる必要があるということはアウターよね？
インナー薄くしないと発熱の恩恵受けられないよね？
それとも寒い日にこれだけ着ろと？
モジモジ君みたいな未来人像がマジかもしれんのか
普通のセーターより暖かいものができるってだけ
中に何を着るかは限定されていないな
太陽光が必要なんだよね？
寒いのは太陽光のない曇りや雨、室内なんだがな。
もし天候で効果が変わるなら遠出もしにくいですね
私見だが、東京だとその辺の買い物なら日差しがあれば冬でもあったかくなっちゃったし、ヒートテックは汗ばんだらさらに暑くなりそうで着れない。
蓄熱の繊維は以前からあるけど
ほとんど時間が持たずに冷たくなる
この記事の繊維も10分しか持たないから役に立たないな
ウルトラマンなんか、太陽エネルギーが3分間しか持たないぞ
10分で暖まるんだよ！よく読んで！
毎回言ってる気がしますが、ちゃんと記事を読み込みましょう。
あなたの場合は最低でも5回は読み込んだ方がよろしいかと。
毎日、ヒートテック・インナーと貼るカイロを併用している
けれど、慣れると暖かいのかどうかも分からん
くぅ～、夜自転車に乗ったときに足先が冷たいんだ。 我に光を～ｗ
靴下に貼るカイロは中々良いよ
ピッタリした靴だと酸素不足で暖まらないけど
電熱のインソールや靴下もあるけど体重や衝撃の影響を考えると自分はちょっと怖い
電熱のはやけど事故が多発してるよね
これを布団カバーにして天日干しにしたら、短時間で布団がカラッカラに乾燥してダニも全滅しそうだな
最近ずっと天気が悪くて布団が干せないんだよー
カナダだから意味あるんだろうが東京だと陽が当たってりゃ充分暖ったかいわ、日陰に入ったら発熱するようには難しいんだろうな
ヒートテック合わない人はブロック成形の裏ボアをお試しあれ(ヘキサゴンパワーとか)
日光が必要なら服の用途はかなり狭いね
電線，ガス、水道などが凍らない程度のカバーとか
ビニールハウスカバー、ワイパー、窓の結露防止、融雪シート他
人を温めるほどでなく、インフラとか機械が動かなくならない用途はありそう