Materialul mov care ține mai răcoare decât bumbacul alb. Invenția care ar putea schimba hainele pentru caniculă
Regula potrivit căreia trebuie să porți haine deschise la culoare pentru a suporta mai ușor zilele toride ar putea să nu mai fie valabilă pentru mult timp. Cercetătorii din China și Australia au dezvoltat un material textil mov care, în testele efectuate în aer liber, a rămas mai rece chiar și decât bumbacul alb. Secretul nu constă într-un sistem electronic sau într-o baterie ascunsă în haine, ci în modul în care materialul reflectă lumina Soarelui și elimină căldura.
Țesătura experimentală a fost creată de cercetători de la Zhengzhou University, împreună cu specialiști de la Adelaide University, iar rezultatele au fost publicate în revista științifică „Small”. Materialul reflectă în medie 87,6% din radiația solară și poate elimina eficient căldura sub formă de radiație infraroșie. În testele efectuate în lumina directă a Soarelui, a fost cu 4,2 grade Celsius mai rece decât bumbacul alb comercial și cu 6,2 grade Celsius mai rece decât bumbacul mov obișnuit.
Descoperirea continuă o direcție de cercetare care încearcă să transforme îmbrăcămintea într-o metodă pasivă de control al temperaturii. Alte echipe au dezvoltat deja materiale capabile să răcorească organismul în zilele caniculare, însă majoritatea soluțiilor foarte eficiente au o limitare evidentă: sunt albe sau foarte deschise la culoare.
De ce este atât de dificil să faci o haină închisă la culoare care să rămână rece
Principiul este destul de simplu. O suprafață albă reflectă o proporție mare din lumina solară, în timp ce una închisă la culoare absoarbe mai multă energie și se încălzește. Din acest motiv, un tricou negru lăsat în Soare ajunge de regulă mult mai fierbinte decât unul alb realizat dintr-un material similar.
Movul reprezintă o provocare și mai interesantă pentru cercetători. Pentru ca un material să aibă această culoare, trebuie să absoarbă puternic lumina verde, aflată într-o zonă importantă a spectrului solar. Asta intră direct în conflict cu obiectivul unui material de răcire, care ar trebui să reflecte cât mai mult din energia venită de la Soare.
Cercetătorii au încercat să rezolve problema folosind un material metal-organic numit ZIF-67 împreună cu nanoparticule de oxid de zinc. ZIF-67 contribuie la obținerea culorii mov, în timp ce combinația dintre componente permite reflectarea unei proporții foarte mari din radiația solară.
În același timp, materialul are o emisivitate de aproximativ 96,4% în infraroșul mediu. Practic, nu este suficient doar să împiedice încălzirea produsă de Soare: țesătura trebuie să permită și evacuarea eficientă a energiei termice.
Cum este fabricată țesătura mov care se răcește singură
Pentru producerea materialului, cercetătorii au folosit o tehnică numită electrospinning. Amestecul care include structura metal-organică și nanoparticulele de oxid de zinc este introdus în fibre extrem de fine din poliuretan termoplastic, rezultând o structură textilă flexibilă și ușoară.
Rezultatul reflectă în medie 87,6% din radiația solară, în ciuda culorii sale mov. În zona vizibilă, reflectanța măsurată a fost de aproximativ 90,1%, iar în infraroșul apropiat a ajuns la aproximativ 90,7%.
Cercetătorii au testat apoi materialul în aer liber, în lumina directă a Soarelui, alături de mostre din bumbac alb și bumbac mov convențional. Noua țesătură a rămas cu 4,2 grade Celsius mai rece decât bumbacul alb și cu 6,2 grade mai rece decât cel mov.
Diferența a fost și mai interesantă atunci când echipa a simulat pielea umană. Suprafața acoperită cu noul material a rămas cu până la 8 grade Celsius mai rece decât suprafața neacoperită. În aceleași condiții, bumbacul alb a produs o diferență maximă de aproximativ 4,6 grade, iar bumbacul mov convențional de numai 2,8 grade.
Poate rezista la spălare și la expunerea îndelungată la Soare
Una dintre problemele obișnuite ale materialelor experimentale este că performanțele impresionante din laborator dispar atunci când trebuie să fie transformate într-un produs utilizabil zi de zi. Echipa susține însă că noua țesătură este flexibilă, rezistentă la întindere și suficient de permeabilă pentru ca vaporii de apă și transpirația să poată trece prin ea.
Materialul are și proprietăți hidrofobe, iar testele au arătat că își păstrează performanțele de răcire chiar și după 50 de cicluri de spălare. În plus, testele accelerate cu radiații ultraviolete, menite să simuleze aproximativ 108 zile de expunere intensă la Soare, nu au dus la o degradare semnificativă a proprietăților optice.
Este important mai ales dacă tehnologia va ajunge vreodată în haine comerciale. Cercetătorii nu vor doar un material spectaculos într-un experiment, ci unul care să poată fi purtat, întins, spălat și expus repetat la Soare.
Textilele devin, de altfel, din ce în ce mai sofisticate. Alte cercetări au produs deja haine care pot genera energie electrică din căldura corpului, ceea ce arată că un tricou obișnuit ar putea avea în viitor funcții care astăzi par rezervate dispozitivelor electronice.
Hainele de vară nu ar mai trebui să fie obligatoriu albe
Pentru moment, noul material este un proiect de cercetare și nu există o dată la care tricourile fabricate cu această tehnologie ar putea ajunge în magazine. Cercetătorii cred însă că principiul poate fi adaptat și pentru alte culori prin utilizarea unor structuri metal-organice cu proprietăți optice diferite.
Aplicațiile practice merg dincolo de modă. O asemenea țesătură ar putea fi folosită pentru hainele muncitorilor din construcții, agricultorilor, sportivilor sau ale altor persoane care petrec ore întregi în aer liber. În perioadele de caniculă severă, reducerea temperaturii la nivelul îmbrăcămintei poate avea implicații inclusiv pentru reducerea stresului termic.
Avantajul important este că procesul de răcire este pasiv. Nu ai nevoie de baterii, ventilatoare sau alte surse externe de energie. Materialul controlează pur și simplu modul în care interacționează cu radiația solară și cu energia termică emisă de corp.
Într-o perioadă în care temperaturile extreme devin tot mai frecvente, tehnologiile de răcire pasivă capătă o miză din ce în ce mai mare. Dacă noua metodă va putea fi fabricată la scară industrială și la un cost rezonabil, alegerea hainelor de vară ar putea să nu mai fie o luptă între culoare și confort. Cercetătorii au demonstrat deja partea contraintuitivă: un material mov poate rămâne în Soare mai rece decât unul alb.