В 21 веке двумя важнейшими проблемами, стоящими перед развитием человеческого общества, являются потребление энергии и изменение климата. В свете этого для решения этих проблем были разработаны многочисленные новые возобновляемые источники энергии,-такие как солнечная энергия, ветер и водород-. Кроме того, одинаково важны сокращение энергопотребления и повышение эффективности использования энергии. На этом фоне волокна с фазовым-изменением (PCF), благодаря их способности автономно регулировать температуру для адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды, оказались в центре внимания исследований в области текстильных технологий, особенно в разработке комфортных-волокон. PCF не только помогают снизить зависимость от традиционных источников энергии, но и представляют собой инновационный путь повышения энергоэффективности.
Исследования PCF начались в 1980-х годах и первоначально проводились Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) для применения в костюмах астронавтов и защитных покрытиях для точных инструментов. PCF регулируют температуру, поглощая или выделяя тепло в ответ на внешние изменения окружающей среды, тем самым обеспечивая оптимальный тепловой комфорт. Одновременно они уменьшают зависимость от традиционных систем кондиционирования и отопления, значительно повышая энергоэффективность. Кроме того, благодаря своим терморегуляторным функциям PCF обладают потенциалом применения в различных областях, включая медикаменты, оборону, военную технику и домашний текстиль.
Ключом к способности PCF-регулировать температуру является интеграция материалов с фазовым-изменением (PCM). Эти материалы претерпевают фазовые переходы при определенных температурах, поглощая или выделяя значительное количество тепла для достижения термической модуляции.
В практическом применении разработка ПКМ активно согласуется с принципами-экологичности и устойчивого развития, уделяя особое внимание био-твердым-твердым ПКМ, полученным из возобновляемых ресурсов. Эти материалы не только экологически безопасны, но также могут продемонстрировать новые преимущества в медицине и здравоохранении благодаря своей уникальной биосовместимости. Такие достижения могут способствовать технологическому прогрессу в производстве ПКМ, повышению качества и инноваций в текстильной промышленности, а также созданию более удобного,-безопасного для здоровья и экологичного-текстиля.
Используя свойства PCM-изменения фазы, PCF обеспечивают автономное регулирование температуры, уменьшают зависимость от традиционных источников энергии и повышают эффективность использования энергии. Несмотря на заметный прогресс в исследованиях PCF, проблемы остаются, включая склонность к утечкам, ограничения в загрузке микроинкапсулированных PCM и ограничения,-связанные с ресурсами. Будущие исследования должны уделять первоочередное внимание модификации микрокапсул с фазовыми-изменениями, разработке твердых-твердых ПКМ на био-основе и многофункциональной интеграции ПКФ для реализации более эффективной, устойчивой и интеллектуальной терморегуляции. Эти усилия расширят сферу применения PCF, стимулируя повышение производительности сопутствующих продуктов и стимулируя инновации во всех отраслях.
