Нова „метафабрика“ пасивно охлажда човешкото тяло с почти 5 градуса по Целзий

(Zeng et al., Science, 2021)

Тъй като светът става по-горещ с изменението на климата , едно от продължаващите предизвикателства, с които хората ще се сблъскат, е просто да преживеят влошаващите се горещини, според прогнозитетемпературата се повишавасе очаква да донесевсе по-смъртоносни горещи вълни, дори рендираненякои части на света са необитаеми.

Срещу такава сурова топлина, нов материал, разработен от учени в Китай, може да има потенциала да помогне на човешките тела да бъдат много по-хладни, благодарение на тъкан, която отразява светлината и топлината в забележителна степен.

Тази зараждаща се област на технологиите се нарича персонално управление на топлината (PTM), и в a ново проучване , изследователите казват, че тяхната „метафабрика“ може един ден да помогне на хората, които ги носят, да се справят с прекомерния топлинен стрес.

„Метатъканът показва ефикасно радиационно охлаждане и осигурява необходимото дишане и комфорт при носене за PTM“, екип, ръководен от първия автор Shaoning Zeng от Huazhong University of Science and Technology обяснява в нов документ .

(Zeng et al., Science, 2021)

Горе: Метафабрична жилетка (вдясно), показваща по-ниски температури в синьо от памук (вляво).

В този случай метатъканът използва композитни наночастици от титанов оксид и полимлечна киселина, ламинирани с тънък слой политетрафлуоретилен (PTFE) и е проектиран да отразява силно светлината, обхващайки както видимата светлина (VIS), така и дължините на вълните в средния инфрачервен диапазон (MIR). и ултравиолетови (UV) диапазони.

На теория, като отразява голяма част от светлината през тези дължини на вълната, материалът трябва също да отразява топлината, преди да има шанс да бъде абсорбирана.

„Такова широко разпределение на наночастиците, когато се комбинира с PTFE нанозърна, осигурява широкоспектърно разсейване и отразяваща способност в UV-VIS-NIR [близката инфрачервена] лента“, изследователите пишат в своето проучване .

За да тестват охлаждащия потенциал на метафабриката при слънчева светлина, изследователите изпробваха материала при условия на ясно небе в Гуанджоу, Китай, измервайки температурата на тъканта в сравнение с други обичайни материали, лежащи върху панел.

Снимка на получената бяла метатъкан. (Zeng et al., Science, 2021)

„При пиково слънчево облъчване между 11:00 и 15:00 часа температурата на метатъкана беше приблизително 5,0°, 6,8°, 7,0°, 5,8° и 10,2° C по-ниска от тази на памука, спандекса, шифона, лена, и съответно симулатори на гола кожа, обясняват изследователите .

В друг тест, по-близък до условията в реалния свят, доброволец се излежава под пряка слънчева светлина за един час, докато носи специална жилетка, направена от метатъкан от едната половина и търговски памучен плат от другата страна.

(Zeng et al., Science, 2021)

Горе: След като се съблече, кожата под метатъкана (вдясно) се показва значително по-хладна от кожата под памучната тъкан (вляво).

Външна термична камера измерва температурна разлика от 3,4 °C между двете страни на жилетката, но термичните сензори под тъканите показват, че разликата под жилетката е по-изразена – като половината от метатъкан е с приблизително 4,8 °C по-хладна от покритата с памук страна.

В друг експеримент, при който метатъканът беше наметнат върху кола, вътрешната температура на колата беше приблизително 30 °C по-хладна от тази на кола без покритие и около 27 °C по-хладна от интериора на кола, използваща покривало за търговски превозни средства.

Докато метатъканът със сигурност показва значително обещание за охлаждане както на хора, така и на неща, остава да се види колко ефективно може да бъде отражението върху движещи се индивиди, носещи тъканта като облекло, тъй като резултатите, докладвани тук, включват само неподвижни субекти и обекти.

Също така все още не е разбрано как материалът ще се справи с боите и цветовете, което може да повлияе на способността му да отразява светлината, но се надяваме, че бъдещите изследвания и експерименти могат да се справят с тези неизвестни.

Положителната страна е, че изследователите казват, че материалът е съвместим с търговските техники за шиене и показва механични свойства, сравними с тези на търговските тъкани, включително издръжливост и водоустойчивост.

Екипът изчислява, че метатъканът е евтин за производство, може би добавяйки само около 10 процента към разходите за типично производство на облекло, казаха изследователите Научни новини .

Ако производствените партньори се включат, изследователите са обнадеждени продуктите, направени с метатъкан, могат да бъдат налични след една година.

„Тези резултати показват големия потенциал за търговски приложения в различни сложни сценарии, като интелигентен текстил, продукти за сенници, логистичен транспорт“, авторите пишат в хартията си .

„Чрез бродиране, рязане и шиене, метатъканът може да бъде интегриран в различни продукти за различни сценарии, като дрехи, палатки, покривала за автомобили, завеси и сенници.“

Констатациите са докладвани в Наука .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.