خبر

  • تک بورد - پارچه جدید منفعلانه هر آنچه را که می پوشاند خنک می کند - از جمله شما

    پارچه جدید منفعلانه هر آنچه را که می پوشاند خنک می کند - از جمله شما
    17 روز و 6 ساعت قبل

    پارچه ساختاری بیشتر نور را منعکس می کند ، هنوز هم در IR تابش می کند.
    افزایش دما در سراسر جهان خطر ایجاد یک چرخه خطرناک را فراهم می کند که در آن افراد بیشتری تهویه مطبوع می شوند ، که باعث افزایش تقاضای انرژی می شود و منجر به انتشار بیشتر کربن می شود ، که باعث می شود دما حتی بیشتر می شود. انرژی تجدیدپذیر یکی از گزینه های شکستن این چرخه است ، اما مردم همچنین در حال مطالعه موادی هستند که آنچه خنک

    بیشتر این تلاشها معطوف به مصالح ساختمانی بوده و هدف آنها ایجاد سقفهایی است که بتواند ساختمانها را تا چند درجه خنک تر از هوای اطراف نگه دارد. اما اکنون یک تیم مستقر در چین همین اصول را در نظر گرفته و آنها را روی پارچه به کار گرفته و جلیقه ای ایجاد کرده است که کاربران خود را در حدود 3 درجه سانتیگراد خنک تر از آنچه در حالت دیگر است نگه می دارد.

    ساخته شده برای سرما

    هر زمان که چیزی در بازار نور خورشید ، برخی از فوتونها را جذب می کند که به گرما تبدیل می شوند. سپس این گرما می تواند در طول موج های مادون قرمز به بیرون تابانده شود. مسئله این است که این امر در واقع خیلی چیزها را سرد نمی کند. بسیاری از گازهای موجود در اتمسفر بلافاصله نور مادون قرمز را جذب می کنند و انرژی را به عنوان گرما در مجاورت آن جسم به دام می اندازند. اگر این جسم شخصی باشد ، گرمای اضافی تولید شده توسط متابولیسم آنها وجود دارد که در همان زمان در مادون قرمز نیز تابش می شود.

    راز خنک کننده غیرفعال وجود چیزی است که نامیده می شود پنجره جوی این منطقه از طیف مادون قرمز است که هیچ یک از گازهای موجود در جو ما قادر به جذب آن نیستند. فوتون ها در این ناحیه از طیف احتمالاً به فضا راه می یابند و در نتیجه باعث می شوند گرما به طور دائمی فرار کند. فوتون حاصل از گرم كردن جسمی كه می پوشاند. در همان زمان ، مواد با تماس با هر چیزی که پوشانده است - مستقیم یا از طریق هوای مداخله - مقداری گرما جذب می کند. اما این مواد به گونه ای طراحی شده اند که این گرما در میانه مادون قرمز تابش می شود و به فوتون ها اجازه می دهد از طریق پنجره جوی خارج شوند.

    هیچ ماده ای همه این کارها را به تنهایی انجام نمی دهد. اما با توانایی روزافزون ما در ساخت چندین ماده در مقیاس های کوچک ، می توان ترکیبی از مواد را پیدا کرد که این کار را انجام می دهند. در نتیجه پوششی ایجاد می شود که بدون نیاز به انرژی بیش از آنچه برای ساخت و نصب آن لازم است ، چیزها را خنک می کند.

    اکنون لباس را انجام دهید

    بدیهی است که لباس چند عارضه به این کار اضافه می کند. برای شروع باید انعطاف پذیر و قابل شستشو باشند. اگر هدف خنک نگه داشتن کسی باشد ، باید با سیستم خنک کننده داخلی بدن: عرق مقابله کنند.

    برای بازتاب دادن لباس ، محققان از پودر دی اکسید تیتانیوم استفاده کردند که بسیار زیاد است بازتابنده و اغلب برای تبدیل مواردی مانند سفید رنگ استفاده می شود. بدیهی است که یک پودر به تنهایی لباس خوبی ایجاد نمی کند. اما محققان نانوذرات دی اکسید تیتانیوم را گرفته و در فیبرهای پلیمری جاسازی کردند ، اندازه ذرات را بر اساس مدل سازی رایانه ای انتخاب کردند تا بازتاب را به حداکثر برسانند. دقیقاً همان چیزی است که برای فرستادن فوتونها به فضا از طریق پنجره جوی لازم است. محققان همچنین با افتخار اعلام کردند که این پلیمر قابل تجزیه زیست است ، اگرچه من مایل هستم داده های طولانی مدت در مورد چگونگی عملکرد آن را پس از گذشت چند سال از زمان صرف مسواک زدن در برابر جمعیت باکتریایی پوست انسان ببینم.

    این ماده به گونه ای بافته می شود که منافذی به اندازه کافی بزرگ برای تبادل هوا وجود داشته باشد. سپس با یک لایه نازک از یک پلیمر دیگر ، پلی تترا فلوئوراتیلن ، پوشانده می شود. که دو هدف دارد. این پلیمر منعکس کننده نور ماورا بنفش است و برخی از طول موج هایی را که دی اکسید تیتانیوم انجام نمی دهد ، کنترل می کند. همچنین آبگریز است ، یعنی آب را دفع می کند. این ترکیب را با اندازه منافذی که با دقت انتخاب شده است ، ترکیب کنید و همچنین باعث می شود نفس بکشید در حالی که همه چیز را ضد آب نگه می دارید.

    تبلیغات

    این ویژگی آخر مسئله عرق را برطرف می کند. همانطور که عرق از روی پوست ما تبخیر می شود ، به مرحله بخار می رود و باعث می شود از منافذ مواد عبور کند. حتی اگر پارچه به دلیل خاصیت آبگریزی آب مایع را رد کند ، کار می کند.

    آیا همه نمایش ها

    محققان تمام تلاش خود را کردند تا پارچه شگفت انگیز خود را از طریق یکسری آزمایشات و نمایش ها انجام دهند. آنها نشان دادند که ترکیب تنفس / ضد آب با استفاده از پارچه برای بستن یک ظرف آب و سپس پمپاژ هوا از طریق آن کار می کند. (عجیب است ، تصویر این مقاله نشان می دهد که آنها ماهی را در آب قرار می دهند ... من کاملاً مطمئن نیستم که). این پارچه بیش از 90 درصد از نور خورشید را منعکس می کند.

    آنها همچنین یک رول بزرگ از پارچه تهیه کردند و نشان دادند که شما می توانید کارهایی را که انتظار دارید در مورد لباس انجام دهید ، از جمله گلدوزی آن با الگوها و ارسال آن از طریق ماشین لباسشویی انجام دهید.

    و ، منتقدانه ، محققان نشان دادند که پارچه مطابق انتظار گرما را مدیریت می کند. آنها پارچه های مختلفی را روی صفحه مسی قرار دادند و آنها را در معرض تابش مستقیم آفتاب قرار دادند. برای اینکه این تست استفاده طبیعی از پارچه را منعکس کند ، آنها مقدار گرمایی را که به طور معمول توسط بدن انسان پراکنده می شود ، تزریق می کنند (تا حدودی ناراحت کننده ، آنها این را "شبیه ساز پوست" نامیدند). این صفحه در نهایت 5 درجه سانتیگراد خنک تر از پنبه و تقریبا 7 درجه سانتیگراد سردتر از اسپندکس بود.

    به عنوان آزمایش نهایی ، محققان یک جلیقه ساختند که با این پارچه نیمه پوشانده شده بود ، آن را روی یکی از دانش آموزان خود چسباند ، و دانش آموز را زیر آفتاب نشاند. با ثبت درجه حرارت فرد با دوربین مادون قرمز ، آنها دریافتند که نیمی که در مواد ساختاری آنها پوشانده شده است ، تقریباً 3 درجه سانتیگراد از آنچه که نبود خنک تر است.

    این ماده دارای محدودیت های آشکاری است ، بیشتر به خصوص که رنگ آمیزی آن بلافاصله بسیاری از عملکرد آن را از بین می برد. اما من به عنوان کسی که در گرمای تابستان رنج سختی می کشد ، خوشحال می شوم اگر وضعیت مرا برای چند درجه سردتر نگه دارد ، وضعیت "شما می توانید هر رنگ دلخواه را داشته باشید تا سفید باشد" را برای پیراهنم بپذیرم. بنابراین امیدواریم که موانع تجاری زیادی در این مورد وجود نداشته باشد.

    علم ، 2021. DOI: 10.1126 / science.abi5484 (درباره DOI).





خبرهای دیگر از علوم پایه