Когда речь идет о сохранении прохлады в жаркие дни, важно носить правильную одежду. И новая тканевая пропитка может с этим помочь.
Блокирование внешнего тепла
При естественном солнечном свете тепло человеческим телам передается в виде ближнего инфракрасного и ультрафиолетового излучения.
Зная это, ученые и раньше создавали экспериментальные ткани, включающие такие соединения, как диоксид титана. Эти соединения обеспечивали охлаждающий эффект, отражая эти длины волн от тела человека. Однако сложные методы, которые требуются для нанесения таких веществ на текстильные волокна, затрудняют масштабирование технологии для коммерческого производства.
Другие группы ученых изучали использование светоотражающих органических полимеров, таких как поливинилиденфторид. Хотя с этими веществами иногда легче работать, их производство требует использования ПФАС (также называемых «вечными химикатами»), которые очень долго сохраняются в окружающей среде и связаны с многочисленными проблемами для здоровья.
Ища альтернативу, которая была бы и простой, и экологически чистой, команда из Университета Массачусетса Амхерст обратила внимание на отражающие известковые штукатурки, которые используются для сохранения прохлады в домах в жарком климате. Карбонат кальция является основным ингредиентом известняка, а мел является одним из видов известняка.
Меловая пропитка
Используя метод, известный как химическое осаждение из паровой фазы, ученые начали с нанесения адгезивного слоя поли(2-гидроксиэтилакрилата) толщиной 5 микрометров на небольшие квадраты различных коммерчески доступных тканей. Затем эти квадраты неоднократно погружали в растворы, содержащие ионы кальция или бария, а также в растворы, содержащие ионы карбоната или сульфата. Это привело к образованию на ткани равномерно размещенных кристаллов карбоната кальция, что придало ткани отражающую матовую белую отделку.
Затем готовые образцы были испытаны на открытом воздухе под солнечным светом при температуре воздуха выше 32 ºC. Было обнаружено, что температура под квадратами была в среднем на 4 ºC ниже окружающей температуры. Кроме того, разница увеличилась до 8 ºC, когда сравнивались температуры под образцами обработанных тканей с температурами под необработанными образцами тех же тканей. Это значительно больше охлаждения, чем было бы произведено просто за счет эффекта затенения.
Более того, тесты показали, что многократные стирки не вызывают отслоения покрытия от базовых материалов.
«То, что делает нашу технику уникальной, заключается в том, что мы можем применить ее практически к любой коммерчески доступной ткани и превратить ее во что-то, что может сохранять прохладу. Без какого-либо энергопотребления мы можем снизить ощущение жары у человека, что может быть ценным там, где люди изо всех сил пытаются сохранять прохладу в чрезвычайно жаркой среде», — говорит Эван Д. Патамиа, аспирант, который руководил исследованием.
Технология в настоящее время коммерциализируется через дочернюю компанию.
