Новая охлаждающая ткань фиолетового цвета сохраняет температуру на 6,2 °C ниже, чем обычный фиолетовый хлопок, при воздействии прямых солнечных лучей. Это открывает возможности для создания нового поколения одежды, которая будет охлаждать во время аномальной жары.
Прорывная разработка исследователей из Университета Чжэнчжоу и Университета Аделаиды решает сложную задачу: как сделать цветную одежду, которая охлаждает тело. Большинство тканей для пассивного охлаждения белого цвета, потому что они отражают солнечный свет, не допуская его к телу. Более темные цвета поглощают больше солнечной энергии, поэтому их гораздо сложнее эффективно охлаждать. С фиолетовым цветом особенно сложно, потому что он возникает в результате поглощения зеленого света — одной из самых мощных частей солнечного спектра.
Профессор Джун Ма, инженер-материаловед из Школы химической инженерии, рассказал, что исследователи хотели доказать, что для эффективного охлаждения не обязательно отказываться от цвета: «Раньше нам приходилось выбирать между эффективностью охлаждения и внешним видом, — говорит профессор Ма. — Наше исследование показывает, что мы можем создать ткань, которая выглядит фиолетовой, но при этом отражает большую часть солнечной энергии и эффективно отводит тепло».
Исследователи создали ткань из микроскопических волокон, содержащих фиолетовый материал под названием металлоорганический каркас и наночастицы оксида цинка. Вместе эти материалы придают ткани характерный фиолетовый цвет и делают ее высокоэффективным охлаждающим материалом.
Ткань отражает в среднем 87,6 % солнечного излучения, а также излучает 96,4 % среднеинфракрасного излучения, что позволяет теплу от ткани уходить через атмосферу в космическое пространство. Результаты оказались поразительными. При тестировании на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами фиолетовая ткань была:
- на 4,2 °C холоднее, чем белый хлопок;
- на 6,2 °C холоднее, чем окрашенный в фиолетовый цвет хлопок.
Испытания также показали, что имитация кожи, покрытая новой тканью, в течение дня была на 8 °C холоднее, чем имитация кожи без покрытия. Для сравнения: максимальное снижение температуры для белого хлопка составило 4,6 °C, а для фиолетового хлопка — всего 2,8 °C.
Соавтор исследования из Университета Аделаиды Янчжэ Хоу добавил: «Для тех, кто работает на открытом воздухе, прохлада — это не только вопрос комфорта. Мы заинтересованы в разработке тканей, которые помогут регулировать температуру тела без дополнительных затрат энергии».
В отличие от многих экспериментальных охлаждающих материалов, новая ткань легкая и гибкая, выдерживает значительное растяжение и пропускает водяной пар, в том числе пот. Также ткань обладает высокой водоотталкивающей способностью и сохраняет охлаждающие свойства после 50 циклов стирки.
Материал обладает высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и сохраняет свои оптические свойства после испытаний на старение под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения, эквивалентных 108 дням пребывания на открытом воздухе.
По словам исследователей, этот подход можно адаптировать для других цветов, используя металлоорганические каркасные структуры с разными оптическими свойствами, что откроет возможности для создания более широкого спектра охлаждающих тканей.
Исследование опубликовано в журнале Small.
[Фото: Adelaide University / Jun Ma]
