Trong thế kỷ 21, hai thách thức quan trọng đối với sự phát triển xã hội loài người là tiêu thụ năng lượng và biến đổi khí hậu. Do đó, nhiều nguồn năng lượng tái tạo mới-chẳng hạn như năng lượng mặt trời, gió và hydro-đã được phát triển để giải quyết những vấn đề này. Ngoài ra, việc giảm tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng đều quan trọng như nhau. Trong bối cảnh đó, sợi thay đổi pha (PCF), nhờ khả năng tự điều chỉnh nhiệt độ để thích ứng với các điều kiện môi trường khác nhau, đã nổi lên như một trọng tâm nghiên cứu quan trọng trong công nghệ dệt, đặc biệt là trong việc phát triển các loại sợi có tính thoải mái-. PCF không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống mà còn thể hiện một lộ trình đổi mới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
Nghiên cứu về PCF bắt nguồn từ những năm 1980, ban đầu được thúc đẩy bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) để ứng dụng vào trang phục phi hành gia và lớp phủ bảo vệ cho các dụng cụ chính xác. PCF điều chỉnh nhiệt độ bằng cách hấp thụ hoặc giải phóng nhiệt để đáp ứng với những thay đổi của môi trường bên ngoài, từ đó mang lại sự thoải mái về nhiệt tối ưu. Đồng thời, chúng làm giảm sự phụ thuộc vào hệ thống điều hòa không khí và sưởi ấm thông thường, cải thiện đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng. Hơn nữa, do chức năng điều nhiệt của chúng, PCF thể hiện tiềm năng ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm vật tư y tế, quốc phòng, thiết bị quân sự và dệt may gia dụng.
Chìa khóa cho khả năng điều chỉnh nhiệt độ của PCF-nằm ở việc tích hợp các vật liệu thay đổi pha (PCM). Những vật liệu này trải qua quá trình chuyển pha ở nhiệt độ cụ thể, hấp thụ hoặc giải phóng một lượng nhiệt đáng kể để đạt được sự điều biến nhiệt.
Trong các ứng dụng thực tế, việc phát triển PCM tích cực phù hợp với các nguyên tắc bền vững và-thân thiện với môi trường, tập trung vào các PCM rắn-dựa trên sinh học có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo. Những vật liệu này không chỉ thân thiện với môi trường mà còn có thể chứng minh những lợi ích mới trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe nhờ khả năng tương thích sinh học độc đáo của chúng. Những tiến bộ như vậy có thể thúc đẩy tiến bộ công nghệ trong chế tạo PCM, nâng cao chất lượng và sự đổi mới của ngành dệt may, đồng thời cung cấp hàng dệt thoải mái hơn,-có ý thức về sức khỏe và thân thiện với môi trường-.
Bằng cách tận dụng các đặc tính-thay đổi pha của PCM, PCF đạt được khả năng điều chỉnh nhiệt độ tự động, giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Mặc dù có tiến bộ đáng chú ý trong nghiên cứu PCF, nhưng vẫn còn những thách thức, bao gồm khả năng rò rỉ, hạn chế về khả năng tải PCM được đóng gói vi mô và các hạn chế liên quan đến tài nguyên. Các nghiên cứu trong tương lai phải ưu tiên sửa đổi các viên nang siêu nhỏ thay đổi pha, phát triển PCM rắn{6}}rắn dựa trên sinh học và tích hợp đa chức năng của PCF để thực hiện quá trình điều nhiệt thông minh, bền vững và hiệu quả hơn. Những nỗ lực này sẽ mở rộng phạm vi ứng dụng của PCF, thúc đẩy cải thiện hiệu suất trong các sản phẩm liên quan và thúc đẩy sự đổi mới trong các ngành.
