CNN—
Проводить время на улице во время сильной жары может быть потно, некомфортно, даже опасно для здоровья, но ученые придумали инновацию, которая, по их словам, может принести облегчение: одежду, которая физически охлаждает тело.
Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте разработали гибкое покрытие на основе мела, которое можно добавлять в ткани. Во время испытаний в условиях палящей летней жары они обнаружили, что это снижает температуру под одеждой на 8 градусов по Фаренгейту по сравнению с воздухом и на 15 градусов по сравнению с необработанными тканями.
Это нововведение - одна из ряда попыток превратить одежду людей в средство защиты от экстремальной жары, которая усиливается по мере того, как люди продолжают сжигать ископаемое топливо, обогревающее планету. Жара - самый смертоносный вид экстремальных погодных условий, вызывающий тепловое истощение и даже тепловой удар, потенциально смертельное заболевание, при котором организм теряет способность к самоохлаждению.
Исследователи UMass говорят, что хотели разработать способ охлаждения ткани с использованием экологически чистого материала. Вдохновленные традиционными штукатурками на основе известняка, используемыми для охлаждения домов в жарком климате, они покрыли тканевые плитки частицами карбоната кальция – основного компонента известняка и мела.
СТАТЬЯ ПО ТЕМЕКрупнейшие столицы мира нагреваются – и Азия возглавляет чарты
Согласно их новому исследованию, которое в настоящее время проходит рецензирование и было представлено Американскому химическому обществу в этом месяце, покрытие способно как отражать солнечную энергию обратно в атмосферу, так и отводить естественное тепло тела владельца.
“Мы начинаем с вашей хлопчатобумажной футболки ... и просто наносим это покрытие на одну или обе стороны ткани”, - сказала CNN Триша Л. Эндрю, химик и материаловед из UMass. “Покрытие нанесено полностью на поверхность. Оно не проникает внутрь хлопковых волокон и не изменяет их”, - добавила она.
По словам ученых, покрытие можно наносить практически на любую имеющуюся в продаже ткань, а также пропускать ее через стиральную машину.
“Без каких-либо затрат энергии мы можем снизить температуру тела, что может стать ценным ресурсом там, где люди изо всех сил стараются сохранять прохладу в экстремально жарких условиях”, - говорится в заявлении Эвана Патамиа, аспиранта UMass, работавшего над инновацией.
Эван Д. ПатамияОбразец ткани использовался в исследовании Массачусетского университета в Амхерсте.
Охлаждающие ткани не являются новым изобретением, но в прошлых конструкциях часто использовались жесткие конструкции, сложные производственные процессы и электрические компоненты, согласно научному обзору исследований охлаждающих тканей за 2023 год, что делало их неудобными в носке и дорогими.
Разработка UMass является частью растущего числа исследований, посвященных изучению более дешевых, удобных и масштабируемых альтернатив, поскольку угроза экстремальной жары во всем мире растет.
Согласно недавнему исследованию, ученые из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, использовали крошечные частицы, называемые наноалмазами, для покрытия хлопчатобумажной ткани, что привело к снижению температуры до 3 градусов по Цельсию (5,4 по Фаренгейту) по сравнению с необработанным хлопком.
Это может показаться несущественным, но “это влияет на комфорт и здоровье в течение длительного времени, и с практической точки зрения может быть разницей между выключением или включением кондиционера”, - сказал в своем заявлении Шади Хушьяр, руководитель проекта и старший преподаватель RMIT.
Исследование Университета RMIT показало, что использование охлаждающих тканей может привести к экономии энергии на 20-30% из-за меньшего использования кондиционеров, которые являются чрезвычайно загрязняющим климат охлаждающим средством.
Наноалмазы могут показаться дорогими, но исследователи говорят, что это не то же самое, что бриллианты, используемые в ювелирных изделиях. “На самом деле они дешевы в изготовлении”, - сказал Хушьяр.
По ее словам, еще предстоит внести улучшения. Например, они обнаружили, что эффективность наноалмазной ткани снижается после многократной стирки.
Черри Цай / Университет RMITОбразец обработанной ткани (L), использованный в исследовании Университета RMIT, рядом с образцом необработанной ткани (R), с исследователем, держащим чашку с наноалмазами.
Наноалмазы действуют аналогично частицам известняка, которые использует UMass, сказал Хушьяр CNN. Принцип этих исследований тот же, сказала она, используя наночастицы для отвода тепла от тела.
Хушьяр, которая более десяти лет занимается исследованиями защитной одежды– сказала, что производственный процесс, используемый UMass, является многообещающим, но им нужно будет разработать способы его масштабирования и снижения затрат.
Охлаждающие ткани должны быть доступными, сказала она. “Если стоимость в три раза превышает стоимость обычной ткани, ее будет недостаточно для использования всеми”. Часто самые бедные люди являются одними из наиболее уязвимых к экстремальной жаре и имеют наименьший доступ к технологиям охлаждения.
По мере того, как на рынок выходит все больше продуктов, “в этой области появляется много возможностей расширить ее масштабы, чтобы сделать доступной для всех”, - добавил Хушьяр.
Эндрю из UMass сказала, что до сих пор ее команда была ограничена размерами их лабораторного оборудования. Однако новая стартап-компания намерена запустить пилотное производство, производя листы обработанной ткани шириной 5 футов и длиной 300 футов.
Стоимость сырья для покрытия “низкая, чтобы ее можно было контролировать”, сказал Эндрю, но согласился с тем, что общая цена немного возрастет из-за процесса нанесения покрытия, в ходе которого покрытие наносится на ткань.
ах жарче всего
Некоторые исследователи г
Заголовок
оворят, что если окажется возможным расширить производство недорогих охлаждающих тканей, преимущества могут выйти далеко за рамки одежды.
Ученые Чикагского университета надеются, что их охлаждающая ткань, изготовленная из материалов, включая серебряную нанопроволоку и шерсть, также может быть использована для охлаждения зданий и автомобилей. В ходе тестов под палящим солнцем Аризоны было обнаружено, что ткань остается на 16 градусов по Фаренгейту холоднее, чем коммерческая шелковая ткань, часто используемая в летней одежде.
Более широкое использование охлаждающей ткани снизило бы затраты на кондиционирование воздуха и его воздействие на климат, считают ученые. “На самом деле наша цивилизация использует от 10 до 15% энергии в целом только для того, чтобы чувствовать себя комфортно, куда бы мы ни пошли”, - говорится в заявлении По-Чун Хсу, профессора молекулярной инженерии Чикагского университета и автора исследования.
Хотя борьба с экстремальной жарой означает быстрое сокращение сжигания ископаемого топлива, смертельные волны жары уже наступили, и некоторые ученые считают, что эти охлаждающие ткани могут сыграть полезную роль, поскольку все больше людей подвергаются воздействию тепла, которое их организм с трудом переносит.
“Охлаждающие ткани для личных нужд многообещающе справляются с последствиями изменения климата, связанными с высокой температурой”, - сказал CNN Сюэпин Чжан, профессор, специализирующийся на персональном управлении температурой и влажностью в Университете Донхуа, Китай, который был автором научного обзора охлаждающих тканей за 2023 год.
Они “могут с высокой точностью обеспечивать локальное охлаждение определенных участков тела”, добавила она, и могут быть адаптированы для различных условий.
Она видит масштабную роль охлаждающих тканей — и в скором времени. “С развитием материалов и технологий охлаждающий текстиль для личных нужд (будет) доступен для широкого общественного пользования в ближайшем будущем”.