Когда дело доходит до сохранения прохлады в жаркие дни, вопрос не столько в том, чтобы носить меньше одежды, сколько в том, чтобы носить правильную одежду. Новое тканевое покрытие может помочь в этом отношении, и оно по сути сделано из мела.
При естественном, нефильтрованном солнечном свете именно ближние инфракрасные и ультрафиолетовые длины волн доставляют тепло к нашим телам.
Учитывая этот факт, ученые ранее разработали экспериментальные ткани, в состав которых входят такие соединения, как диоксид титана, которые обеспечивают охлаждающий эффект, отражая эти длины волн от тела владельца. Сложные методы, которые в настоящее времянеобходимые для нанесения этих веществ на текстильные волокна, однако затрудняют масштабирование технологии для коммерческого производства.
Другие группы исследовали использование светоотражающих органических полимеров, таких как поливинилидендифторид. Хотя с этими веществами иногда легче работать, их производство требует использования ПФАС (также известных как «вечные химикаты»), которые очень долго сохраняются в окружающей среде и связаны с многочисленными проблемами со здоровьем.
В поисках альтернативы, которая была бы одновременно простой и экологичной, команда Массачусетского университета в Амхерсте черпала вдохновение из светоотражающих наружных штукатурок на основе известняка, которые используются для поддержания прохлады в домах в жарком климате. Карбонат кальция является основным ингредиентом известняка, а мел — это тип известняка.
Используя метод, известный как химическое осаждение из паровой фазы, ученые начали с нанесения 5-микрометрового слоя клея из поли(2-гидроксиэтилакрилата) на небольшие квадраты различных коммерчески доступных тканей.
Затем эти квадраты многократно погружали в растворы, содержащие ионы кальция или бария, а также в растворы, содержащие ионы карбоната или сульфата. Это приводило к образованию на ткани кристаллов карбоната кальция одинакового размера, что приводило к образованию отражающей матово-белой отделки.
Готовые образцы впоследствии испытывались на открытом воздухе при солнечном свете и температуре воздуха более 90 ºF (32 ºC). Было обнаружено, что температура под квадратами была в среднем на 8 ºF (4 ºC) ниже температуры окружающей среды.
Кроме того, разница выросла до 15 ºF (8 ºC), когда температуру под образцами обработанных тканей сравнивали с температурами ниже необработанных образцов тех же самых тканей. Это значительно сильнее охлаждает, чем можно было бы получить просто за счет затенения.
И что немаловажно, испытания показали, что повторные стирки не приводят к отслоению покрытия от основных материалов.
«Что делает нашу технику уникальной, так это то, что мы можем сделать это практически с любой коммерчески доступной тканью и превратить ее в нечто, что может сохранять спокойствие», — говорит Эван Д. Патамиа, аспирант, который руководил исследованием вместе с профессором Тришей Л. Эндрю и студентка Меган К. Йи: «Без каких-либо затрат энергии мы можем уменьшить ощущение жара, что может стать ценным ресурсом, когда люди изо всех сил пытаются сохранять прохладу в очень жарких условиях».
В настоящее время технология коммерциализируется через дочернюю компанию Patamia, которая представит результаты команды на осеннем собрании Американского химического общества.
