الیاف جدید گرمای شهری را قابل تحمل تر می کند

با افزایش دمای جهانی و جمعیت شهری، شهرهای جهان به «جزایر گرمایی شهری» تبدیل شده‌اند، با شرایط سخت و تشعشعات حرارتی که از سنگفرش‌ها و آسمان‌خراش‌ها ساطع می‌شوند و این دماها را به دام می‌اندازند و بزرگ‌نمایی می‌کنند. از آنجایی که پیش بینی می شود 68 درصد از کل مردم تا سال 2050 در شهرها زندگی کنند، این یک مشکل رو به رشد و مرگبار است. محققان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر UChicago (PME) پارچه پوشیدنی جدیدی را توضیح دادند که می‌تواند به ساکنان شهری کمک کند تا از بدترین تأثیرات گرمای عظیم ناشی از تغییرات آب و هوایی جهانی، با کاربردهایی در لباس، ساختمان و طراحی ماشین و نگهداری مواد غذایی

در آزمایشات زیر نور خورشید آریزونا، این ماده 2.3 درجه سانتیگراد (4.1 درجه فارنهایت) خنک تر از پارچه پخش کننده پهنای باند مورد استفاده برای ورزش های استقامتی در فضای باز و 8.9 درجه سانتیگراد (16 درجه فارنهایت) خنک تر از ابریشم تجاری که معمولاً برای پیراهن ها، لباس ها و لباس ها استفاده می شود، خنک تر بود. سایر لباس های تابستانی

این تیم امیدوار است که به بسیاری از افراد کمک کند تا از بستری شدن و مرگ و میر ناشی از گرما که تنها در سال جاری در مراکز جمعیتی جهان مشاهده می شود، اجتناب کنند.

معاون PME: “ما باید انتشار کربن را کاهش دهیم و شهرهایمان را کربن منفی یا کربن خنثی کنیم.” پروفسور پو چون هسو گفت. اما در همین حال، مردم تاثیر این دماهای بالا را احساس می کنند.

پارچه خنک‌کننده موجود برای ورزش‌های فضای باز با انعکاس نور خورشید در الگوی پراکنده کار می‌کند تا تماشاگران را کور نکند. اما در یک جزیره گرمایی شهری، خورشید تنها یک منبع گرما است. در حالی که خورشید از بالا می پزد، تشعشعات حرارتی ساطع شده از ساختمان ها و سنگفرش ها ساکنان شهر را با گرمای تاول زا از کناره ها و پایین می کشاند این بدان معناست که بسیاری از موادی که در آزمایش‌های آزمایشگاهی خوب عمل می‌کنند، به ساکنان شهرهای آریزونا، نوادا، کالیفرنیا، آسیای جنوب شرقی و چین کمکی نمی‌کنند، زیرا پیش‌بینی می‌شود که امواج گرمای عظیم طی چند هفته آینده به آنها برخورد کند.

رونگهی ونگ، نویسنده اول، محقق فوق دکترا در PME می گوید: «مردم معمولاً بر روی عملکرد یا طراحی مواد منسوجات خنک کننده تمرکز می کنند. برای ساختن پارچه ای که پتانسیل کاربرد در زندگی واقعی را داشته باشد، باید محیط را در نظر گرفت.

یک مثال ساده برای در نظر گرفتن محیط این است که مردم ایستاده اند. آن‌ها از موادی استفاده می‌کنند که برای انعکاس نور مستقیم خورشید طراحی شده‌اند، اما فقط کلاه‌ها، روکش‌های شانه‌ها و بالای کفش‌هایشان – حدود 3 درصد از لباس‌هایشان – با این نور مستقیم مواجه است. 97 لباس دیگر آنها توسط تشعشعات حرارتی که از طرفین و پایین به آنها می رسد گرم می شوند که پارچه ساطع کننده پهنای باند با آن مقابله نمی کند.

آفتاب و پیاده رو با حرارت های مختلف آشپزی می کنند. ایجاد یک ماده که بتواند از پوشندگان در برابر هر دو محافظت کند، یک چالش مهندسی بزرگ برای تیم ایجاد کرد.

چنزی سوی، نویسنده اول، می گوید: “خورشید نور مرئی است، تابش حرارتی مادون قرمز است، بنابراین طول موج های متفاوتی دارند. این بدان معناست که شما باید ماده ای داشته باشید که همزمان دو ویژگی نوری داشته باشد. انجام این کار بسیار چالش برانگیز است.” کاندیدای دکترا در PME. “شما باید با علم مواد بازی کنید تا مواد را مهندسی و تنظیم کنید تا رزونانس های مختلف در طول موج های مختلف به شما ارائه شود.”

سرد کردن خانه اغلب به معنای گرم شدن کره زمین است، با تاثیر کربن سیستم های تهویه مطبوع و تبرید که به تغییرات آب و هوایی کمک می کند.

هسو گفت: تمدن ما در واقع حدود 10 تا 15 درصد از انرژی را در کل مصرف می کند تا هر جا که می رویم احساس راحتی کنیم.

خطر گرما به طور مساوی توزیع نمی شود. در ایالات متحده و ژاپن، بیش از 90 درصد خانوارها دارای کولر هستند، این عدد در هند و بخش هایی از آفریقا به 5 درصد کاهش می یابد.

منسوجات جدید تیم PME که یک پتنت موقت دریافت کرده است، می تواند به ارائه یک سیستم خنک کننده غیرفعال کمک کند که می تواند نیاز به سیستم های انرژی بر و هزینه بر را تکمیل و کاهش دهد.

برنامه های کاربردی بسیار فراتر از لباس است.

یک نسخه ضخیم تر از پارچه محافظت شده توسط یک لایه نامرئی از پلی اتیلن می تواند در کناره های ساختمان ها یا اتومبیل ها استفاده شود که دمای داخلی را کاهش می دهد و هزینه و تأثیر کربن تهویه مطبوع را کاهش می دهد. به طور مشابه، از این ماده می توان برای حمل و نگهداری شیر و سایر مواد غذایی استفاده کرد که در غیر این صورت در گرما فاسد می شوند و تأثیر یخچال را کاهش می دهند.

سویی گفت: “شما می توانید در هزینه های خنک کننده، برق و انرژی بسیار صرفه جویی کنید زیرا این یک فرآیند غیرفعال است.”