Инженеры Стэнфордского университета разработали недорогую ткань, в основе которой пластик. И если её использовать для создания рубашек и платьев, она сможет лучше и гораздо эффективнее охладить тело человека, чем делает это сегодняшняя одежда из натуральной или же синтетической ткани.
Исследователи предполагают, что созданный ими новый тип текстиля может стать основой для современной одежды, которая позволит человеку чувствовать себя комфортно даже в условиях жары и отсутствия кондиционера.
Кроме того, "если появляется возможность охладить самого человека, а не здание, например, где он живёт или работает, то это сэкономит электроэнергию", говорит один из авторов разработки И Цуй (Yi Cui).
Новый материал позволяет телу человека избавляться от тепла двумя способами. Он охлаждает кожу, позволяя поту испаряться через ткань (однако некоторая одежда уже способна на такие "трюки"). Кроме того, пластиковый текстиль позволяет теплу (тело испускает его в виде инфракрасного излучения) проходить насквозь, а значит покидать пространство под той же рубашкой или платьем и таким образом дополнительно охлаждать тело.
В итоге человек будет чувствовать себя так, как будто в помещении на несколько градусов прохладнее, чем если бы он носил одежду, например, из хлопка.
Напомним, что все объекты, в том числе и тело человека, снижают свою температуру, испуская в пространство вокруг инфракрасное излучение (невидимое и безвредное).
Например, одеяла греют человека за счёт улавливания тепла, которое исходит от тела, и удержания его близко к телу. По этой причине нам поначалу холодно, когда мы ложимся в постель, но впоследствии мы согреваемся.
Кстати, работа приборов ночного видения основана именно на улавливании теплового излучения, исходящего от тела (с этим, впрочем, тоже успешно борются).
"От 40 до 60 процентов тепла нашего тела рассеивается в виде инфракрасного излучения, когда мы сидим в офисе, — говорит профессор Шаньхуэй Фань (Shanhui Fan). – Но до сих пор не было исследований по проектированию особых изделий из текстиля, которые бы учитывали эти тепловые факторы".
Специалисты при разработке своего охлаждающего текстиля соединили в одном изделии нанотехнологии, фотонику и химические методы. В результате они наделили полиэтилен (пластик, который мы часто используем в своей жизни) рядом необходимых характеристик. Он позволяет тепловому излучению, воздуху и водяному пару проходить сквозь себя и при этом оставаться непрозрачным для видимого света.
Самый простой атрибут — пропускание инфракрасного излучения — характеристика обыкновенной полиэтиленовой пищевой плёнки. Но такой пластик непроницаем для воды, что делает его бесполезным в качестве одежды. Однако инженеры нашли решение проблемы.
Во-первых, они нашли вариант полиэтилена, имеющего особую наноструктуру, непрозрачную для видимого света, но прозрачную для инфракрасного излучения. Она обеспечивает отвод тепла от тела человека.
Затем специалисты модифицировали промышленный полиэтилен, обработав его специальными химическими веществами, чтобы молекулы водяного пара могли испаряться через нанопоры в пластике. Это, по словам По-Чуня Хсу (Po-Chun Hsu), позволило пластику "дышать", как натуральное волокно.
В конце исследователи создали трёхслойный вариант текстиля, соединив два листа обработанного полиэтилена хлопковой сеткой, придав всей конструкции прочность и толщину.
При сравнении выяснилось, что хлопчатобумажная ткань делает поверхность кожи чуть теплее, чем охлаждающий текстиль. По словам исследователей, эта разница означает, что человек в новом материале будет чувствовать себя в жару комфортнее, и ему не нужно будет включать вентилятор или кондиционер.
Специалисты продолжают свою работу над новым материалом сразу по нескольким направлениям, добавляя ему больше цвета, фактуры и других важных характеристик. Иными словами, здесь в дело вступает не только наука, но и мода.
Кроме того, разработанный текстиль, по словам учёных, открывает новые пути для исследований в области охлаждения и нагревания объектов без использования энергии. Сейчас они также задумываются о массовом производстве новинки.
Результаты работы описываются в научном издании Science.
Добавим, что "Вести.Наука" рассказывали о ткани, решающей другую бытовую проблему – она не требует стирки.
