Inteligentna metatkanina, emitując ciepło, zapewni chłód w pełnym słońcu
- Dodał: Damian Olszewski
- Data publikacji: 09.07.2021, 19:11
Naukowcy z Wuhan opracowali inteligentną tkaninę, która emituje ciepło i odbija promienie słoneczne. Ubrania i pokrowce wykonane z tego materiału mogą w przyszłości pomóc ludziom i przedmiotom pozostać o kilka stopni chłodniejszymi, mimo upału.
Za projekt odpowiedzialny jest Guangming Tao i jego koledzy ze Środkowochińskiego Uniwersytetu Naukowo-Technicznego w Wuhan. Tzw. metatkanina powstała z mikroskopijnych kulek i włókien z tlenku tytanu, teflonu i tworzywa sztucznego zwanego kwasem polimlekowym, osadzonych w większych włóknach.
Kulki tlenku tytanu, które stosuje się również w filtrach przeciwsłonecznych, oraz teflon odbijają zarówno światło widzialne, jaki i ultrafioletowe, podczas gdy włókna kwasu polimlekowego emitują światło podczerwone. Rozmiary cząstek są zaprojektowane tak, aby zoptymalizować te właściwości.
- Dzięki kontroli strukturalnej nasza metatkanina osiąga prawie idealną emisyjność w średniej podczerwieni, maksymalizując w ten sposób rozpraszanie ciepła - mówi Tao.
W jednym teście ochotnik noszący kamizelkę wykonaną w połowie z metatkaniny, a w połowie z bawełny przez godzinę przebywał na słońcu. Temperatura skóry pod metatkaniną wzrosła w tym czasie z około 31°C do 32°C, podczas gdy temperatura pod bawełną wzrosła do około 37°C.
W innym teście wykorzystano trzy auta. Jedno z nich było pokryte metatkaniną, drugie przykryto płachtą kupioną w sklepie, a trzecie pozostawiono odsłonięte. Po pozostawieniu pojazdów na słońcu od 11:00 do 13:00, temperatura wzrosła do 60°C w samochodzie bez osłony, 57°C w samochodzie ze standardowym pokrowcem i tylko 30°C w samochodzie z metatkaniną.
Metatkanina jest najskuteczniejsza w kontakcie ze skórą. Jeśli ktoś założyłby ubranie wykonane z metatkaniny na grubej warstwie normalnego ubrania, większość efektu chłodzenia zostałaby utracona, ponieważ mniej ciepła ciała byłoby przenoszone do metatkaniny, a następnie wypromieniowane.
Naukowcy skupiają się na chłodzeniu ludzi i obiektów wystawionych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych, ale według Tao efekt chłodzenia będzie działał również w cieniu. Nowatorska tkanina może być barwiona na różne kolory, ale biel najskuteczniej odbija światło słoneczne.
- Tę technologię można bezproblemowo połączyć z dojrzałą, nowoczesną produkcją - mówi Tao, dodając że metatkaniną interesują się niektóre znane marki odzieżowe - Mamy nadzieję, że nasze produkty będą dostępne za mniej więcej rok.
- Ta praca jest absolutnie imponująca, biorąc pod uwagę wydajność chłodzenia na zewnątrz - komentuje Po-Chun Hsu z Duke University w Północnej Karolinie.
Hsu i jego koledzy opracowali tkaniny chłodzące, które działają w inny sposób. Zamiast emitować podczerwień, są dla niej przezroczyste. Jednym z głównych sposobów utraty ciepła przez nasze ciało jest emitowanie podczerwieni z naszej skóry, ale zwykła odzież blokuje większość promieniowania podczerwonego.
Zespół ten wykazał, że noszenie ubrań przepuszczających promieniowanie podczerwone w pomieszczeniach jest równoznaczne ze zmniejszeniem temperatury o 2°C. Hsu uważa, że rozpowszechnienie takiej odzieży może pomóc w walce ze zmianami klimatycznymi, poprzez zmniejszenie zapotrzebowania na klimatyzację.