فهرست مطالب
پژوهشگران یک پارچه بنفش خنک‌کننده ساخته‌اند که نزدیک به ۸۸ درصد نور خورشید را بازتاب می‌دهد و بیش از ۹۶ درصد تابش خود را در محدوده فروسرخ میانی منتشر می‌کند.
به گزارش سرویس فناوری تکناک، این پارچه در آزمایش‌های فضای باز، دما را ۵.۶ درجه سانتی‌گراد کاهش داد و حتی پس از ۵۰ بار شست‌وشو نیز قابلیت خنک‌کنندگی خود را حفظ کرد. پژوهشگران دانشگاه ژنگژو، دانشگاه آدلاید، دانشگاه استرالیای جنوبی و دانشگاه تربیت معلم مرکزی چین این ماده جدید را توسعه داده‌اند. آنها برای ساخت این پارچه، یک چارچوب فلزی-آلی یا MOF را با نانوذرات اکسید روی ترکیب کردند.
لباس‌های سفید معمولا در هوای گرم عملکرد بهتری دارند، چرا که بخش گسترده‌ای از نور خورشید را بازتاب می‌دهند. در مقابل، رنگ‌های تیره‌تر انرژی بیشتری جذب و گرمای بیشتری ایجاد می‌کنند. رنگ بنفش نیز از این قاعده مستثنا نیست و بخشی از طول موج‌های موجود در طیف مرئی را جذب و به گرما تبدیل می‌کند.
پژوهشگران با توسعه ماده جدید تلاش کرده‌اند این محدودیت را برطرف کنند و امکان ساخت پارچه‌های رنگی با قابلیت خنک‌کنندگی بالا را فراهم آورند.
جون ما، مهندس مواد دانشگاه آدلاید گفت که تولیدکنندگان در گذشته مجبور بودند میان عملکرد خنک‌کنندگی و ظاهر پارچه یکی را انتخاب کنند. به گفته او، پژوهش جدید نشان می‌دهد که یک پارچه می‌تواند رنگ بنفش داشته باشد و هم‌زمان بخش عمده انرژی خورشید را بازتاب دهد و گرما را با کارایی بالایی آزاد کند.
بیشتر بخوانید: تولید و رنگ‌آمیزی پارچه با استفاده از باکتری‌های زنده!
نقش چارچوب فلزی-آلی ZIF-67
ماده اصلی مورد استفاده پژوهشگران، ZIF-67 نام دارد. این ماده یک چارچوب فلزی-آلی مبتنی بر کبالت است که نور را در محدوده مرئی جذب می‌کند، اما در محدوده فروسرخ نزدیک بازتابندگی بالایی دارد. همچنین ZIF-67 مقدار قابل توجهی تابش را در محدوده فروسرخ میانی منتشر می‌کند.
این ویژگی به پارچه اجازه می‌دهد انرژی گرمایی را به محیط اطراف منتقل کند و از تجمع گرما جلوگیری نماید. در عین حال، ZIF-67 رنگ بنفش روشن و مشخصی دارد.
پژوهشگران برای تبدیل این ماده به پارچه پوشیدنی، یک روش تک‌مرحله‌ای برای الکتروریسی الیاف پلی‌یورتان ترموپلاستیک توسعه دادند. آنها نانوذرات اکسید روی را نیز به ساختار اضافه کردند تا پارچه بتواند نور نزدیک به محدوده فرابنفش را جذب کند.
نتیجه این فرایند، ماده‌ای بود که نزدیک به ۸۸ درصد نور خورشید تابیده‌شده را بازتاب می‌دهد. همچنین این پارچه بیش از ۹۶ درصد تابش خود را در محدوده فروسرخ میانی منتشر می‌کند.
کاهش دما و مقاومت در برابر شست‌وشوی پارچه بنفش
پژوهشگران عملکرد پارچه جدید را در یک روز آفتابی در فضای باز شهر ژنگژو چین آزمایش کردند. آنها برای این آزمایش از نمونه‌های مربعی پارچه بنفش با ابعاد ۵ در ۵ سانتی‌متر استفاده کردند.
نتایج نشان داد که پارچه بنفش دما را ۵.۶ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌دهد. نمونه‌های مشابه از پلی‌یورتان سفید در همان شرایط فقط کاهش دمای ۳.۱ درجه سانتی‌گرادی را ثبت کردند.
اختلاف عملکرد دو ماده در شب بیشتر شد. الیاف بنفش کاهش دمای ۳.۴ درجه سانتی‌گرادی را ثبت کردند، درحالی‌که کاهش دما در زیر نمونه سفید فقط ۱.۲ درجه سانتی‌گراد بود.
آزمایش‌های بیشتر نشان داد که این پارچه قابلیت دفع آب نیز دارد. ماده جدید پس از ۵۰ بار شست‌وشو همچنان عملکرد خنک‌کنندگی خود را حفظ کرد. این ویژگی می‌تواند برای استفاده عملی در صنعت پوشاک اهمیت زیادی داشته باشد.
پژوهشگران قصد ندارند این فناوری را به رنگ بنفش محدود کنند. آنها معتقد هستند که با استفاده از چارچوب‌های فلزی-آلی دیگر می‌توان مجموعه گسترده‌تری از رنگ‌ها را تولید کرد.
یانگژه هو، دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه آدلاید، هدف بلندمدت این پژوهش را عبور از این تصور دانست که پارچه‌های خنک‌کننده باید سفید باشند. به گفته او، نسل آینده منسوجات می‌تواند رنگ، راحتی و قابلیت خنک‌کنندگی را هم‌زمان ارائه کند.
با افزایش دمای جهان، چنین پارچه‌هایی می‌توانند علاوه بر افزایش آسایش افراد، در کاهش خطر گرمازدگی نیز نقش داشته باشند. نتایج این پژوهش در مجله علمی Small منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: این پارچه هوشمند لباس‌های معمولی را به دستیار صوتی تبدیل می کند
