Naukowcy opracowali specjalny materiał, który emituje ciepło i odbija światło. Inteligentna tkanina, z której można uszyć ubrania i pokrowce, może pomóc ludziom i przedmiotom wystawionym na działanie słońca pozostać o kilka stopni chłodniejszym.
Guangming Tao z Huazhong University of Science and Technology w Wuhan i jego koledzy opracowali coś, co nazwali „metatkaniną”. Chińscy badacze połączyli mikroskopijne kulki i włókna tlenku tytanu, teflonu i tworzywa sztucznego, zwanego kwasem polimlekowym. Udało im się stworzyć w ten sposób większe włókna, które można wykorzystać do uszycia ubrań i różnego rodzaju pokrowców. Na naszym blogu poruszaliśmy parokrotnie tematykę „inteligentnych ubrań”, na przykład w artykule „Tekstronika i materiały przyszłości – jak 5G sprawi, że ubrania będą mądrzejsze”.
Kulki z tlenku tytanu – substancji występującej również w filtrach przeciwsłonecznych – oraz teflonu odbijają światło ultrafioletowe i widzialne. Z kolei włókna kwasu polimlekowego emitują światło podczerwone. Rozmiary cząstek są zaprojektowane w taki sposób, aby zoptymalizować te właściwości. Tao powiedział, że „dzięki kontroli strukturalnej nasza metatkanina osiąga prawie idealną emisyjność w średniej podczerwieni, maksymalizując w ten sposób rozpraszanie ciepła”.
Inteligentna tkanina chroni przed gorącem
W jednym z testów ochotnik został ubrany w kamizelkę wykonaną w połowie z „metatkaniny” i w połowie ze zwykłej bawełny, a następnie musiał przez godzinę pozostać na słońcu. Temperatura skóry pod metatkaniną wzrosła w tym czasie z około 31°C do 32°C, podczas gdy temperatura skóry pod bawełną wzrosła do około 37°C.
W innym teście jeden samochód został przykryty „metatkaniną”, drugie auto schowano pod kupionym w sklepie pokrowcem, podczas gdy trzecie pozostawiono zupełnie bez przykrycia. Auta pozostawiono na słońcu w samo południe – pomiędzy godz. 11 a 13, kiedy upał jest największy. W samochodzie bez osłony temperatura wzrosła do 60°C, a w aucie ze standardowym pokrowcem do 57°C. W tym samym czasie, w samochodzie pod „metatkaniną” temperatura wzrosła tylko do 30°C.
Chińscy naukowcy uważają, że inteligentna tkanina jest najskuteczniejsza w kontakcie z ludzką skórą. Jeśli podczas testów ochotnicy nosili ubranie wykonane z „metatkaniny” na grubej warstwie normalnego ubrania, większość efektu chłodzenia została utracona. Materiał jest najbardziej skuteczny wtedy, kiedy ciepło ciała jest przenoszone do „metatkaniny”, a następnie wypromieniowywane.
Badacze skupili się na ochładzaniu ludzi i obiektów wystawionych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Tao jednak twierdzi, że w cieniu nadal będzie występował efekt chłodzenia. Tkaninę można by barwić na różne kolory, ale biel najskuteczniej odbija światło słoneczne.
Inteligentna tkanina szybko trafi do produkcji
Guangming Tao z Huazhong University of Science and Technology w Wuhan mówi, że „tę technologię można bezproblemowo wdrożyć do dojrzałej, nowoczesnej produkcji”. Naukowiec twierdzi, że już w tej chwili „metatkaniną” interesują się niektóre znane marki odzieżowe. Ma nadzieję, że pierwsze produkty uszyte z nowego materiału będą dostępne za mniej więcej rok.
Po-Chun Hsu z Duke University w Północnej Karolinie mówi, że „ta praca jest absolutnie imponująca, biorąc pod uwagę wydajność chłodzenia na zewnątrz”. Hsu i jego koledzy także opracowali tkaniny chłodzące, które jednak działają w inny sposób. Zamiast emitować podczerwień, są dla niej przezroczyste. Jednym z głównych sposobów utraty ciepła przez nasze ciała jest emitowanie podczerwieni z naszej skóry, ale zwykła odzież blokuje większość promieniowania podczerwonego.
Zespół z Północnej Karoliny wykazał, że noszenie w pomieszczeniach ubrań przepuszczających promieniowanie podczerwone jest równoznaczne ze zmniejszeniem temperatury o 2°C. Hsu uważa, że powszechne używanie tego typu odzieży może pomóc w walce ze zmianami klimatu. Klimatyzatory używane w pomieszczeniach bardzo mocno przyczyniają się do zużycia energii.
Wszystkim zainteresowanym podobną tematyką polecamy artykuł „Elektronika noszona, czyli współczesne trendy na podłożu transmisji bezprzewodowej”.