Ученые из Стэнфорда разработали ткань из пластика, полностью отражающую солнечный свет и тепло и при этом пропускающую жар тела через себя наружу. Она может стать основой для комфортных летних рубашек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
“Примерно 40-60% тепла нашего тела выделяется в окружающее пространство в виде инфракрасного излучения даже тогда, когда мы просто сидим на стуле в офисе. До настоящего времени никто не интересовался тем, как ткани взаимодействуют с этим теплом и как они излучают его”, — заявил Шаньхуэй Фань (Shanhui Fan) из Стэнфордского университета (США).
Фань и его коллеги под руководством И Цуя (Yi Cui) закрыли этот пробел в науке и создали ткань, при покрытии которой человек ощущает себя на 4 градуса Цельсия холоднее, чем в хлопчатобумажной одежде, преобразовав обычный полиэтилен, который многие люди часто используют при сборке теплиц на даче, в избирательно “прозрачный” для тепла материал.
Ученые впервые измерили температуру в единичной клетке тела
Эта ткань представляет собой обычный лист из полимерной материи, покрытый множеством невидимых глазу нанопор Их размеры были подобраны учеными таким образом, что внутри них возникает эффект, который физики называют “рассеиванием Ми” – рассеивание волн света, чья длина сопоставима с размерами объекта, взаимодействующего с ними.
Примером работы этого эффекта является небо Земли, окрашенное в синий цвет в результате рассеивания “синих” и “фиолетовых” видимых нам волн света Солнца молекулами газов в атмосфере. По сути, рассеивание Ми определяет цвет любых предметов – если он, к примеру, рассеивает все волны видимого излучения, то тогда он нам будет казаться белым, а если он будет поглощать их – то тогда такой предмет будет черным.
Руководствуясь подобными соображениями, ученые изготовили ткань, пронизанную порами с диаметром в 7-14 микрометров, что составляет типичную длину волн инфракрасного излучения. Кроме того, для улучшения ее носкости они обработали полиэтилен таким образом, что он начал смачиваться водой и пропускать испарения влаги.
Эта ткань, по словам ученых, пропускает до 90% тепла, вырабатываемого телом человека, и не поглощает тепло солнечных лучей. Благодаря этому человек, одетый в футболку из подобной “пластиковой” материи, будет чувствовать себя на несколько градусов холоднее, чем в льняной или хлопковой одежде.
Физики заморозили атом до миллионной доли градуса от абсолютного нуля
Как рассказывает Светлана Борискина из MIT, Цуй и его коллеги являются не первыми, кто “изобрел” подобную технологию – эта честь принадлежит природе. Волоски на теле пустынных муравьев и других насекомых организованы примерно в такие же наноструктуры, как и поры в ткани Стэнфордских физиков, что позволяет им выживать в палящей жаре Сахары и других самых засушливых и горячих уголках Земли.
Тем не менее, создание такой ткани, как она считает, является безусловно позитивным явлением, так как она или ее более совершенные аналоги помогут в будущем экономить энергию на работе кондиционеров и прочих охлаждающих устройств. Понижение “нужной” температуры на 4 градуса, по оценкам ученых, понизит энергопотребление таких систем на 45%.
