Nowe ubrania kuchenne pomogą nam zachować spokój

Wpleciona w odzież nowa, tania tkanina na bazie tworzywa sztucznego może chłodzić Twoje ciało o wiele skuteczniej niż jest to możliwe w przypadku naturalnych lub syntetycznych tkanin stosowanych obecnie w ubraniach.

Naukowcy twierdzą, że nowa rodzina tkanin może stać się podstawą odzieży, która zapewnia ludziom chłód w gorącym klimacie bez klimatyzacji.

„Jeśli można schłodzić osobę, a nie budynek, w którym pracuje lub mieszka, zaoszczędzi to energię”, mówi Yi Cui, profesor nadzwyczajny inżynierii materiałowej na Uniwersytecie Stanforda.

Opisane w czasopiśmie nauka, nowy materiał działa, umożliwiając ciału odprowadzanie ciepła na dwa sposoby, co sprawi, że użytkownik poczuje się o prawie 4 stopnie Fahrenheita chłodniej niż w przypadku odzieży bawełnianej.

Chłodzi, pozwalając potu odparować przez materiał, co już robią zwykłe tkaniny. Ale materiał zapewnia drugi, rewolucyjny mechanizm chłodzenia: pozwala, aby ciepło, które ciało emituje jako promieniowanie podczerwone, przechodziło przez plastikową tkaninę.

Wszystkie obiekty, w tym nasze ciała, emitują ciepło w postaci promieniowania podczerwonego, niewidzialnej i łagodnej długości fali światła. Koce ogrzewają nas, zatrzymując promieniowanie podczerwone blisko ciała. Promieniowanie cieplne uciekające z naszych ciał sprawia, że ​​jesteśmy widoczni w ciemności przez noktowizory.


wewnętrzna grafika subskrypcji


„Czterdzieści do 60 procent ciepła naszego ciała jest rozpraszane w postaci promieniowania podczerwonego, kiedy siedzimy w biurze” — mówi Shanhui Fan, profesor elektrotechniki specjalizujący się w fotonice, czyli badaniu światła widzialnego i niewidzialnego. „Ale do tej pory przeprowadzono niewiele lub nie przeprowadzono żadnych badań nad projektowaniem właściwości promieniowania cieplnego tekstyliów”.

Ulepszanie plastikowego opakowania

Aby opracować tekstylia, naukowcy połączyli nanotechnologię, fotonikę i chemię, aby nadać polietylenowi — przezroczystemu, przylegającemu plastikowi, którego używamy do owijania kuchni — szereg cech pożądanych w materiale odzieżowym: przepuszcza promieniowanie cieplne, powietrze i parę wodną i jest nieprzezroczysty dla światła widzialnego.

Najłatwiej było przepuszczać promieniowanie podczerwone przez materiał, ponieważ jest to cecha zwykłego polietylenowego opakowania do żywności. Oczywiście plastik kuchenny jest nieprzepuszczalny dla wody, co czyni go bezużytecznym jako odzież. To, że jest przezroczysta, też niewiele pomaga. Naukowcy poradzili sobie z tymi niedociągnięciami pojedynczo.

Po pierwsze, odkryli odmianę polietylenu powszechnie stosowaną w produkcji baterii, która ma specyficzną nanostrukturę, która jest nieprzezroczysta dla światła widzialnego, ale jest przezroczysta dla promieniowania podczerwonego, które może pozwolić na ucieczkę ciepła ciała. Dało to materiał bazowy, który był nieprzezroczysty dla światła widzialnego ze względu na skromność, ale termicznie przezroczysty dla celów efektywności energetycznej.

Następnie zmodyfikowali przemysłowy polietylen, traktując go łagodnymi chemikaliami, aby umożliwić cząsteczkom pary wodnej odparowanie przez nanopory w plastiku, pozwalając plastikowi oddychać jak naturalne włókno, mówi doktor habilitowany Po-Chun Hsu.

Doprowadziło to do powstania materiału składającego się z jednego arkusza, który spełniał trzy podstawowe kryteria tkaniny chłodzącej. Aby ten cienki materiał bardziej przypominał tkaninę, stworzyli wersję trójwarstwową: dwa arkusze poddanego obróbce polietylenu oddzielone bawełnianą siatką dla zwiększenia wytrzymałości i grubości.

Chłodniejszy niż bawełna

Aby przetestować potencjał chłodzenia ich trójwarstwowej konstrukcji w porównaniu z tkaniną bawełnianą o porównywalnej grubości, umieścili małą próbkę każdego materiału na powierzchni, która była tak ciepła jak naga skóra i zmierzyli, ile ciepła uwięził każdy materiał.

„Noszenie czegokolwiek zatrzymuje trochę ciepła i sprawia, że ​​skóra jest cieplejsza” — mówi Fan. „Gdyby naszym jedynym zmartwieniem było rozpraszanie promieniowania cieplnego, najlepiej byłoby nic nie nosić”.

Porównanie wykazało, że tkanina bawełniana sprawiała, że ​​powierzchnia skóry była o 3.6 F cieplejsza niż ich chłodząca tkanina. Różnica polega na tym, że osoba ubrana w nowy materiał może mieć mniejszą ochotę na włączenie wentylatora czy klimatyzatora.

Prace trwają na kilku frontach, w tym dodając więcej kolorów, tekstur i właściwości przypominających tkaniny do materiału. Dostosowanie materiału już produkowanego masowo do przemysłu akumulatorowego może ułatwić tworzenie produktów.

„Jeśli chcesz wyprodukować tekstylia, musisz być w stanie wyprodukować duże ilości niedrogo” — mówi Cui.

Badania otwierają nowe możliwości badawcze w zakresie pasywnego chłodzenia lub ogrzewania rzeczy, bez użycia energii zewnętrznej, poprzez dostrajanie materiałów w celu rozpraszania lub wychwytywania promieniowania podczerwonego, mówi Fan.

„Z perspektywy czasu niektóre z tego, co zrobiliśmy, wydają się bardzo proste, ale dzieje się tak dlatego, że niewielu naprawdę przyglądało się inżynierii właściwości promieniowania tekstyliów”.

Źródło: Stanford University

Powiązane książki

at

złamać

Dzięki za odwiedziny InnerSelf.com, gdzie są 20,000 + zmieniające życie artykuły promujące „Nowe postawy i nowe możliwości”. Wszystkie artykuły są tłumaczone na 30+ języków. Zapisz się! do wydawanego co tydzień magazynu InnerSelf i Daily Inspiration Marie T Russell. Magazyn InnerSelf ukazuje się od 1985 r.