پارچه جدید وقتی گرم می شود شما را خنک نگه می دارد

محققان پارچه جدیدی اختراع کردند که گرما را کاهش می دهد.

منسوجات را می توان برای پوشاک، ساخت و ساز و ذخیره سازی مواد غذایی استفاده کرد تا تاثیر تغییرات آب و هوایی را کاهش دهد.

ما امسال شاهد موج‌های گرمای عظیم در سراسر جهان بوده‌ایم که دمای شهرهای مکزیک، هند، پاکستان و عمان به نزدیک یا بالاتر از 122 درجه فارنهایت (50 درجه سانتی‌گراد) رسیده است.

با افزایش دمای جهانی و جمعیت شهری، شهرها در سراسر جهان تبدیل به “جزایر گرمایی شهری“، با شرایط تنگ و تشعشعات حرارتی ناشی از سنگفرش و آسمان خراش ها، این دماها را به دام انداخته و افزایش می دهد. با پیش بینی ها مبنی بر اینکه 68 درصد از کل مردم تا سال 2050 در شهرها زندگی می کنند، این یک مشکل رو به رشد و مرگبار است.

در یک سند در علوم پایهمحققان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر دانشگاه شیکاگو ماده پوشیدنی جدیدی را نشان می دهند که می تواند به ساکنان شهری کمک کند تا از بدترین تاثیرات جان سالم به در ببرند. گرمای عظیم ناشی از تغییرات آب و هوایی جهانی

در آزمایشات زیر نور خورشید آریزونا، این ماده 4.1 درجه فارنهایت (2.3 درجه سانتیگراد) خنک تر از پارچه پخش کننده پهن باند مورد استفاده برای ورزش های استقامتی در فضای باز و 16 درجه فارنهایت (8.9 درجه سانتیگراد) خنک تر از ابریشم تجاری شده که معمولاً برای پیراهن استفاده می شود، باقی ماند. ، لباس ها و سایر لباس های تابستانی.

این تیم امیدوار است که این پارچه به بسیاری از افراد کمک کند تا از بیماری های مربوط به گرما اجتناب کنند بستری شدن در بیمارستان و مرگ و میر تنها در سال جاری در مراکز جمعیتی جهان مشاهده شد.

محققان همچنین امیدوارند که این پارچه بتواند در ساختمان‌ها، اتومبیل‌ها، ذخیره‌سازی و حمل و نقل مواد غذایی، کاهش دمای داخل ساختمان و کاهش هزینه و اثر کربن تهویه مطبوع استفاده شود.

پو چون هسو، استادیار PME گفت: ما باید انتشار کربن را کاهش دهیم و شهرهایمان را کربن منفی یا کربن خنثی کنیم. اما در این میان، مردم تاثیر این دماهای بالا را احساس می کنند.

“شما باید محیط زیست را در نظر بگیرید”

پارچه خنک‌کننده موجود برای ورزش‌های خارج از منزل با انعکاس نور خورشید در الگوی پراکنده کار می‌کند تا تماشاگران را کور نکند. اما در یکی جزیره گرمایی شهری، خورشید تنها یک منبع گرما است. همانطور که خورشید در بالا می‌سوزد، گرمای تابشی که از ساختمان‌ها و پیاده‌روها ساطع می‌شود، ساکنان شهرها را با گرمای تاول‌آمیزی از کناره‌ها و پایین‌ها منفجر می‌کند.

این بدان معناست که بسیاری از موادی که در آزمایش‌های آزمایشگاهی خوب عمل می‌کنند، به ساکنان شهرهای آریزونا، نوادا، کالیفرنیا، آسیای جنوب شرقی و چین کمکی نمی‌کنند، زیرا پیش‌بینی می‌شود که امواج گرمای عظیم در چند هفته آینده به آنها برخورد کند.

Ronghui Wu، محقق فوق دکتری در Pritzker Molecular Engineering، می گوید: «مردم معمولاً بر روی عملکرد یا طراحی مواد منسوجات خنک کننده تمرکز می کنند. برای ساخت منسوجاتی که قابلیت استفاده در زندگی واقعی را دارند، باید محیط زیست را در نظر بگیرید.

یک مثال ساده از نگاه کردن به محیط این است که مردم ایستاده اند. آن‌ها از موادی استفاده می‌کنند که برای انعکاس نور مستقیم خورشید طراحی شده‌اند، اما فقط کلاه‌ها، روکش‌شانه‌ها و بالای کفش‌هایشان – حدود 3 درصد از مساحت لباس‌هایشان – در معرض نور مستقیم قرار دارند. 97 درصد دیگر لباس‌های آن‌ها توسط تشعشعات گرمایی که از کنار و پایین به آن‌ها می‌آیند گرم می‌شوند، که پارچه پهن باند با آن مقابله نمی‌کند.

خورشید و سنگفرش با گرمای متفاوت غذا می پزند. ایجاد ماده ای که بتواند از پوشندگان در برابر هر دو محافظت کند، یک چالش مهندسی بزرگ برای تیم بود.

“خورشید نور مرئی است، تابش گرما مادون قرمز است، بنابراین آنها دارای طول موج های مختلف هستند. این بدان معناست که شما باید ماده ای داشته باشید که همزمان دو خاصیت نوری داشته باشد. انجام این کار بسیار سخت است.”

“شما باید با علم مواد بازی کنید تا مواد را طراحی و تنظیم کنید تا رزونانس های مختلف در طول موج های مختلف به شما ارائه شود.”

طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی

سرد کردن خانه اغلب به معنای گرم شدن سیاره است، با ردپای کربن سیستم های تهویه مطبوع و تبرید که در تغییرات آب و هوایی نقش دارند.

هسو می گوید: «تمدن ما در واقع حدود 10 تا 15 درصد از انرژی را در مجموع مصرف می کند تا هر جا که می رویم راحت باشیم.

با این حال، خطر گرما به طور مساوی توزیع نشده است. در ایالات متحده و ژاپن، بیش از 90 درصد خانوارها دارای تهویه مطبوع هستند، این رقم در هند و بخش هایی از آفریقا به 5 درصد کاهش می یابد.

نساجی جدید این تیم، که یک پتنت موقت دریافت کرده است، می تواند به ارائه یک کمک کند سیستم خنک کننده غیرفعال که می تواند مکمل و کاهش نیاز به سیستم های انرژی بر و هزینه بر باشد.

برنامه های کاربردی بسیار فراتر از لباس است.

نوع ضخیم‌تری از پارچه که با لایه‌ای نامرئی از پلی اتیلن محافظت می‌شود، می‌تواند در کناره‌های ساختمان‌ها یا اتومبیل‌ها استفاده شود، دمای داخل خانه را کاهش داده و هزینه و تأثیر کربن تهویه مطبوع را کاهش می‌دهد. به طور مشابه، از این ماده می توان برای حمل و نقل و نگهداری شیر و سایر مواد غذایی استفاده کرد که در غیر این صورت در اثر گرما فاسد می شوند و تأثیر یخچال را کاهش می دهند.

سویی می‌گوید: «می‌توانید در هزینه‌های خنک‌کننده، برق و انرژی صرفه‌جویی زیادی کنید، زیرا این یک فرآیند غیرفعال است.

بودجه این کار از طریق صندوق راه اندازی دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر، بنیاد ملی علوم و دفتر تحقیقات نیروی هوایی وزارت دفاع ایالات متحده تامین شد.

منبع: دانشگاه شیکاگو