Новая ткань, обладающая способностью к охлаждению и окрашенная в фиолетовый цвет, поддерживает температуру на 6,2 градуса Цельсия ниже по сравнению с обычной фиолетовой хлопковой тканью при воздействии прямого солнечного света. Это создает перспективу для разработки нового типа одежды, обеспечивающего прохладу в периоды экстремальной жары.

Прорывная разработка исследователей из Университета ЧжэнчжоуСотрудники Исследовательского института высоких технологий Чунцина и Университета Аделаиды решили непростую задачу: как создать цветную одежду с охлаждающими свойствами. Как правило, ткани, предназначенные для пассивного охлаждения, имеют белый цвет, поскольку они отражают солнечный свет, не позволяя ему достигать тела. Более темные оттенки поглощают больше солнечной энергии, что существенно затрудняет их эффективное охлаждение. С фиолетовым цветом ситуация особенно сложная, так как он формируется за счет поглощения зеленого света – одного из наиболее интенсивных компонентов солнечного спектра.

Профессор Джун Ма, инженер-материаловед из Школы химической инженерииПрофессор Ма, один из авторов исследования, отметил, что целью ученых было продемонстрировать возможность эффективного охлаждения без отказа от цветовых решений: «Ранее мы были вынуждены выбирать между эффективностью охлаждения и эстетическим видом изделия, — пояснил профессор Ма. — Наше исследование доказывает, что можно создать ткань фиолетового цвета, которая при этом отражает значительную часть солнечной энергии и эффективно рассеивает тепло».

Для создания ткани исследователи использовали микроскопические волокна, содержащие фиолетовый материал под названием металлоорганический каркас в сочетании с наночастицами оксида цинка. Этот комплекс материалов обеспечивает характерный фиолетовый цвет и наделяет ткань свойствами высокоэффективного охлаждающего материала.

Отражательная способность ткани составляет приблизительно 87,6 % солнечного излучения, а также она характеризуется излучением в 96,4 % среднеинфракрасного спектра. Это обеспечивает рассеивание тепла от материала через атмосферу и в космическое пространство, что привело к весьма неожиданным результатам. В ходе испытаний на открытом воздухе под воздействием прямых солнечных лучей фиолетовая ткань оказалась:

• на 4,2 °C холоднее, чем белый хлопок;
• на 6,2 градуса Цельсия прохладнее по сравнению с хлопчатобумажной тканью аналогичного фиолетового оттенка.

Дополнительные исследования продемонстрировали, что имитация кожи, покрытая данной тканью, в течение дня была на 8 градусов Цельсия холоднее, чем непокрытая имитация. Для сопоставления следует отметить, что максимальное снижение температуры для белого хлопка составило 4,6 °C, а для фиолетового хлопка – лишь 2,8 °C.

Соавтор исследования из Университета Аделаиды Янчжэ ХоуСообщение поступило: «Для людей, чья работа связана с пребыванием на открытом воздухе, ощущение прохлады выходит за рамки простого удобства. Наша компания стремится к созданию материалов, способных поддерживать температуру тела без дополнительных энергетических затрат».

В отличие от ряда других экспериментальных материалов, предназначенных для охлаждения, новая ткань отличается легкостью и гибкостью, способна выдерживать существенные деформации на растяжение и обладает паропроницаемостью, включая возможность пропускания влаги, например пота. Кроме того, она характеризуется высокой водоотталкивающей способностью и сохраняет свои охлаждающие свойства даже после 50 циклов стирки.

Ткань демонстрирует значительную стойкость к воздействию ультрафиолета и сохраняет свои первоначальные характеристики после проведения тестов на старение под интенсивным ультрафиолетовым излучением, имитирующим 108 дней воздействия солнечных лучей.

Ученые утверждают, что данный метод может быть применен к другим цветам путем использования металлоорганических каркасных структур с различными оптическими характеристиками, что позволит расширить ассортимент охлаждающих тканей.

Исследование опубликовано в журнале Small.