Прохладнее, чем шелк: новая ткань спасет от жары жителей мегаполисов
Ученые из Чикагского университета (США) разработали уникальный текстильный материал, который поможет пережить жаркое лето в больших городах. Его можно использовать при производстве одежды, отделке зданий, хранении продуктов. Об этом сообщает Science.
Температура на Земле бьет рекорды, и в этом году по всему миру уже прокатились сильные волны жары. Особенно тяжело приходится жителям крупных городов: бетон и асфальт быстро нагреваются и медленно остывают, плотная застройка мешает движению воздуха, а выбросы предприятий и автомобилей усугубляют ситуацию. В мегаполисах действует эффект теплового острова, когда в центре на 10-15 °C жарче, чем на окраинах.
Существующие материалы для занятий спортом отражают солнечный свет, но в городах это не единственный источник тепла. Солнце греет сверху, а тепловое излучение от зданий и тротуаров обдает горожан жаром сбоку и снизу. Только 3% одежды подвергается воздействию прямых солнечных лучей (головные уборы и верх обуви). Остальные 97% нагреваются за счет теплового излучения. Это значит, что многие ткани, хорошо зарекомендовавшие себя в лабораторных испытаниях, не помогут жителям жарких стран.
«Люди обычно сосредоточены на эффектном дизайне охлаждающего текстиля. Но чтобы создать материал, который можно применить в реальной жизни, нужно учитывать особенности окружающей среды», — подчеркнул автор исследования Ронгхуи Ву.
Специалисты Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета создали многослойный материал, защищающий от высоких температур. Верхний слой избирательно пропускает инфракрасное излучение. Под ним — слой серебряной нанопроволоки для отражения входящего тепла. Внизу — шерсть, передающая тепло от кожи к среднему слою. В результате получился текстиль, который пассивно охлаждается даже в городах с эффектом теплового острова. Он прочен и устойчив к многократным стиркам. В ходе испытаний под жарким солнцем Аризоны материал нагревался на 9 °C меньше, чем шелк, и на 2,3 °C меньше, чем отражающая ткань, из которой шьют спортивную одежду.
«Солнечное излучение — это видимый свет, тепловое излучение — инфракрасное, у них разные длины волн. Это означает, что вам нужен материал, обладающий двумя оптическими свойствами одновременно. Это очень сложно сделать. Нужно спроектировать и настроить материал так, чтобы он давал вам разные резонансы на разных длинах волн», — рассказала соавтор исследования Чэньси Суй.
Новый текстиль получил предварительный патент. Он поможет снизить потребность в энергоемких и дорогостоящих способах охлаждения — например, кондиционерах. Эта ткань подходит не только для одежды: ее утолщенную версию можно применять для теплоизоляции зданий или автомобилей, а также для транспортировки и хранения пищевых продуктов.
