'Metafabric' חדש מקרר את גוף האדם באופן פסיבי בכמעט 5 מעלות צלזיוס

(Zeng et al., Science, 2021)

ככל שהעולם נעשה חם יותר עם שינוי אקלים , אחד האתגרים המתמשכים שבני אדם יתמודדו הוא פשוט לשרוד חום הולך וגובר, עם מוקרןהטמפרטורה עולהצפוי להביאגלי חום קטלניים יותר ויותר, אפילו עיבודחלקים מסוימים בעולם בלתי ניתנים למגורים.

מול חום כה קשה, לחומר חדש שפותח על ידי מדענים בסין יכול להיות פוטנציאל לעזור לשמור על גוף האדם קריר הרבה יותר, הודות לבד המחזיר אור וחום במידה יוצאת דופן.

תחום הטכנולוגיה המתהווה הזה נקרא ניהול תרמי אישי (PTM), ובא מחקר חדש חוקרים אומרים שה'מטאפברי' שלהם יכול יום אחד לעזור ללובשים להתגבר על מתח חום מוגזם.



'המטאפברי מציג ביצועי קירור קרינתי יעיל ומספק יכולת נשימה ונוחות לבישה הכרחית עבור PTM', צוות בראשות המחבר הראשון שאונינג זנג מאוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה מסביר במאמר חדש .

(Zeng et al., Science, 2021)

למעלה: אפוד מטאפאברי (מימין), מציג טמפרטורות קרירות יותר בכחול מאשר כותנה (משמאל).

במקרה זה, המטאפאברי משתמש בננו-חלקיקים מרוכבים של תחמוצת טיטניום-חומצה פולקטית המרובדים בשכבה דקה של פולי-טטראפלואורואתילן (PTFE), ונועד להחזיר אור חזק, המקיף גם אור נראה (VIS) וגם אורכי גל באינפרא אדום בינוני (MIR) וטווחי אולטרה סגול (UV).

בתיאוריה, על ידי החזרת חלק גדול מהאור על פני אורכי גל אלה, החומר צריך גם להחזיר חום לפני שיש לו סיכוי להיספג.

'תפוצה כה רחבה של ננו-חלקיקים, בשילוב עם ננו-חרוזי PTFE, מספקת פיזור ורפלקטיביות בספקטרום רחב על פני פס ה-UV-VIS-NIR [קרוב לאינפרא אדום]', החוקרים לכתוב בחדר העבודה שלהם .

כדי לבדוק את פוטנציאל הקירור של המטאפברי תחת אור השמש, החוקרים ניסו את החומר בתנאי שמיים בהירים בגואנגג'ואו, סין, תוך מדידת טמפרטורת הבד בהשוואה לחומרים נפוצים אחרים המונחים על לוח.

תמונה של המטא-פאברי הלבן שהתקבל. (Zeng et al., Science, 2021)

'תחת שיא קרינת השמש בין השעות 11:00 ל-15:00, הטמפרטורה של המטאפאברי הייתה נמוכה בכ-5.0°, 6.8°, 7.0°, 5.8° ו-10.2°C יותר מזו של הכותנה, הספנדקס, השיפון, הפשתן, וסימולטורים של עור חשוף, בהתאמה,' מסבירים החוקרים .

בבדיקה נוספת קרובה יותר לתנאי העולם האמיתי, מתנדב נשכב באור שמש ישיר למשך שעה כשהוא לובש אפוד מיוחד, עשוי מהמטאפברי על חציו האחד, ובד כותנה מסחרי בצד השני.

(Zeng et al., Science, 2021)

למעלה: לאחר הפרשת החלוק, העור שמתחת למטאפאברי (מימין) מוצג קריר משמעותית מהעור מתחת לבד הכותנה (משמאל).

מצלמה תרמית חיצונית מדדה הפרש טמפרטורות של 3.4 מעלות צלזיוס בין שני הצדדים של האפוד, אך חיישנים תרמיים מתחת לבדים הראו שההבדל מתחת לאפוד בולט יותר - כאשר החצי המטאפברי קריר בכ-4.8 מעלות צלזיוס מהבד המכוסה כותנה צַד.

בניסוי אחר שבו המטאפברי הונח על מכונית, הטמפרטורה הפנימית של המכונית הייתה קרירה בכ-30 מעלות צלזיוס ממכונית ללא כיסוי, וכ-27 מעלות צלזיוס יותר מחלקה הפנימי של מכונית המשתמשת בכיסוי לרכב מסחרי.

בעוד שהמטאפברי בהחלט מראה הבטחה ניכרת לקירור אנשים ודברים, נותר לראות עד כמה יעילה ההשתקפות עשויה להיות על אנשים נעים הלובשים את הבד כבגדיהם, שכן התוצאות שדווחו כאן כללו רק נושאים וחפצים נייחים.

זה גם לא מובן עדיין איך החומר יתמודד עם צבעים וצבעים, שעשויים להשפיע על יכולתו להחזיר אור, אבל מחקר וניסויים עתידיים יכולים בתקווה לטפל בלא ידועים אלה.

בצד החיובי, החוקרים אומרים שהחומר תואם לטכניקות תפירה מסחריות, ומציג תכונות מכניות דומות לאלו של בדים מסחריים, כולל עמידות ועמידות למים.

הצוות מעריך שהמטאפברי זול לייצור, אולי רק מוסיף בערך 10% לעלויות של ייצור בגדים טיפוסי, אמרו החוקרים חדשות המדע .

אם שותפים ייצור נכנסים לסיפון, ה החוקרים מלאים תקווה מוצרים המיוצרים עם המטאפאברי יכולים להיות זמינים תוך שנה.

'תוצאות אלו מראות את הפוטנציאל הגדול ליישומים מסחריים בתרחישים מורכבים שונים, כגון טקסטיל חכם, מוצרי שמשות, הובלה לוגיסטית', הכותבים לכתוב בעיתון שלהם .

'באמצעות רקמה, גזירה ותפירה, ניתן לשלב את המטא-פאברי במוצרים שונים עבור תרחישים שונים, כגון ביגוד, אוהלים, כיסויים לרכב, וילונות וגגונים'.

הממצאים מדווחים ב מַדָע .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.