تغطية شاملة

الملابس التي تبرد مرتديها

ملابس. الصورة: بيكساباي.كوم
ملابس. الصورة: بيكساباي.كوم

نجح باحثون من جامعة ستانفورد في تطوير مادة بلاستيكية رخيصة يمكن أن تشكل الأساس لتطوير ملابس تعمل على تبريد مرتديها، مع تقليل حجم استخدام مكيفات الهواء.
[ترجمة د.نحماني موشيه]

ونشر باتريم البحث في مجلة علمية مرموقة علومويشير الباحثون إلى أن هذه العائلة الجديدة من الأقمشة يمكن أن تصبح في المستقبل القريب أساسًا للملابس التي من شأنها أن تبقي الناس باردين ومرتاحين في المناخات الحارة دون الحاجة إلى مكيفات الهواء. وقال يي كوي، الأستاذ في قسم علوم وهندسة المواد في جامعة ستانفورد: "إذا قمت بتبريد الشخص بدلا من تبريد المبنى الذي يعمل فيه أو يتواجد فيه، فيمكنك توفير الكثير من الطاقة". وتعمل المادة الجديدة بطريقة تسمح للجسم بإصدار الحرارة بطريقتين وتجعل مرتديها يبرد بعدة درجات.

تعمل هذه المادة على تبريد الجسم عن طريق السماح للعرق بالتبخر من خلاله، وهي آلية يقوم بها السويديون العاديون بالفعل اليوم. ومع ذلك، توفر المادة الجديدة آلية تبريد ثانية ومبتكرة: فهي تسمح للحرارة التي ينبعثها الجسم على شكل أشعة تحت الحمراء بالمرور عبر النسيج المبتكر. جميع الأجسام، بما في ذلك أجسادنا، تنبعث منها حرارة على شكل إشعاع تحت أحمر يتكون من أطوال موجية من الضوء غير المرئي. على سبيل المثال، تحافظ المعاطف على دفئنا عن طريق حبس حرارة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من أجسامنا. وهذا الإشعاع الحراري المنبعث من الجسم هو الذي يجعل من الممكن اكتشافنا في الظلام من قبل الآخرين عندما يستخدمون نظارات الرؤية الليلية. يقول أستاذ الهندسة الكهربائية شانهوي فان: "عندما نجلس في مكتبنا، فإن ما بين أربعين وستين بالمائة من الحرارة المنبعثة من أجسامنا تتكون من الأشعة تحت الحمراء". "ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم إجراء أي بحث تقريبًا فيما يتعلق بتوصيف خصائص الإشعاع الحراري للأقمشة."

המחקר עצמו שילב תחומים של הדמיות מחשב, ננוטכנולוגיה, פוטוניקה וכימיה על מנת לייצר פוליאתילן – אותו פלסטיק שקוף ונדבק המשמש אותנו במטבח לעטיפות כריכים למשל, בעל תכונות נדרשות לשימוש כחומר ביגוד: הוא מאפשר לקרינה תרמית, לאוויר ולאדי מים לעבור דרכו ובנוסף – הוא אטום לאור يبدو. وكانت الميزة الأكثر أهمية هي إمكانية مرور الأشعة تحت الحمراء عبر المادة. في الخطوة الأولى، استخدم الباحثون نماذج حاسوبية لفهم خصائص البولي إيثيلين المسامي بشكل أفضل. قدمت نتائج النماذج نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية الضوئية الممكنة، بدءًا من الضوء المرئي وحتى الأشعة تحت الحمراء. وقال الباحث الرئيسي: "من خلال ضبط مجموعة من المعلمات، تمكنا من تحديد نطاق حجم المسام الذي كان الأفضل لأغراض النسيج، وهو نطاق كان معتمًا تمامًا للضوء المرئي وفي نفس الوقت شفافًا للغاية في نطاق الطول الموجي الحراري". .

القياسات الحرارية للبولي إيثيلين النانوي (nanoPE) والأقمشة الأخرى: من اليسار إلى اليمين - الجلد العاري، والبولي إيثيلين النانوي، والقطن، والتايفك [الصورة من جامعة ستانفورد].
القياسات الحرارية للبولي إيثيلين النانوي (nanoPE) والأقمشة الأخرى: من اليسار إلى اليمين - الجلد العاري، والبولي إيثيلين النانوي، والقطن والتيفيك [الصورة من جامعة ستانفورد].
وباستخدام النتائج التي تم الحصول عليها من نماذج الكمبيوتر، وجد الباحثون نسخة من البولي إيثيلين الشائع في صناعة البطاريات التي لها بنية نانوية محددة ذات الخصائص المرغوبة - معتمة للضوء المرئي وشفافة للأشعة تحت الحمراء، بحيث تسمح للحرارة المنبعثة من الجسم ليتم إطلاقه في الهواء. وفي الخطوة التالية، قام الباحثون بتعديل مادة البولي إيثيلين المعروفة عن طريق تفاعلها مع مواد كيميائية عادية للسماح لجزيئات بخار الماء بالخروج من خلالها والتبخر من خلال المسام النانوية الموجودة في البلاستيك. وأظهر الباحثون أن النسيج القطني يدفئ الجلد أكثر من نسيج التبريد المبتكر الذي ابتكروه. ويواصل الباحثون عملهم في عدة اتجاهات، بما في ذلك إضافة الألوان والأنسجة وغيرها من الخصائص المرغوبة إلى الأقمشة. إن استخدام أساليب الإنتاج الصناعي الموجودة بالفعل للبولي إيثيلين الأصلي المستخدم في صناعة البطاريات يمكن أن يؤدي إلى إنتاج أبسط للمنتجات المبتكرة.

ملخص المقال

أخبار الدراسة

تعليقات 7

  1. ديكل
    وحقيقة أن الأشعة تحت الحمراء يمكن أن تمر من خلالها لا تعني بالضرورة أنه يمكنك الرؤية من خلالها باستخدام الأشعة تحت الحمراء. والسؤال هو هل يخرج الضوء بشكل مستقيم أم أنه ينكسر في عدة اتجاهات. هذه هي الطريقة التي يعمل بها الزجاج في الحمامات في الأماكن العامة. أنت تصنع سطحًا خشنًا بالزجاج، وبعد ذلك، على الرغم من أن الزجاج شفاف بطبيعته، إلا أن الضوء الذي يخرج منه مبعثر في كل الاتجاهات، وبالتالي لا يمكنك الرؤية من خلاله حقًا.
    آمل حقًا أن يهتموا بهذه النقطة قبل إطلاق المنتج

  2. دراسة مرحب بها ونأمل أن تصل إلى الأسواق.
    لكن القصة بأكملها حول توفير تكييف الهواء مسلية. أعتقد أنهم عرضوها للدعاية فقط.
    من المحتمل أن يتم استخدام هذا النوع للرياضة وليس للملابس التي يتم ارتداؤها في المكتب. على أية حال، لا أعتقد أنه يمكن أن يكون له تأثير كبير. وحتى لو جرت العادة على التجول في المكاتب دون قميص، فلن يكون من الممكن رؤية فرق كبير في استهلاك الكهرباء في فصل الصيف.
    هناك تركيز بسيط، على عكس العنوان، أن الثوب لا يبرد هذه الأشياء، بل يدفئها بدرجة أقل من الثوب العادي.

  3. بعض الملاحظات
    القماش لا يبرد ولا يسخن.
    من الممكن خفض مستوى العزل للنسيج (القماش، والنسيج، وما إلى ذلك) عن طريق تقليل قدرته على الحفاظ على مناخ محلي دافئ بالقرب من الجلد. من خلال معالجات مختلفة في بنية الألياف (على سبيل المثال، مساميتها كما هو مذكور في المقال)، وقطرها، ومساحة سطحها، وكثافة الألياف في النسيج، والبنية ثلاثية الأبعاد في النسيج، وخصائص النسيج. المادة نفسها وأكثر من ذلك. لكن القماش مادة ميتة، لا تقوم بأي فعل فعال.
    التكنولوجيا المعنية تتعلق بمستوى الألياف فقط. يمكن صناعة الأقمشة من الألياف بأي شكل معروف اليوم: الحياكة أو النسيج. لذا فإن المساهمة الصغيرة نسبيًا للعزل في مجال موجات الأشعة تحت الحمراء تتعلق بالإمكانيات الأخرى للنسيج التي تم الحصول عليها من المعلمات الأخرى.
    يجب أن تفي المزايا الواضحة للتطوير الجديد بمتطلبات مثل الحماية العالية من الإشعاع المستمدة من قطر الألياف ومقطعها العرضي وكثافة الحياكة/النسيج بالإضافة إلى قوة المادة المسامية وقدرتها على الحفاظ عليها. خصائص معينة تحت عوامل التنظيف، والتآكل في الاستخدام المنتظم، وأكثر من ذلك.
    يتم استخدام تقنية مماثلة في الألياف المعزولة التي يتم تضمين الكربون المنشط فيها، والذي يحافظ على الاتصال بالهواء الجوي ويسمح بامتصاص الرطوبة والروائح الكريهة وما إلى ذلك.

  4. عدة أمور مهمة:
    كيف سيتصرف القماش أثناء الغسيل؟ هل يفقد القماش خصائصه أثناء الغسيل؟
    كيف سيتصرف في الصورة؟ هل ستكون شفافة في الصورة أم معتمة؟
    كيف سيتصرف في الماء أو المطر؟
    هل سيكون القماش قويًا بدرجة كافية؟
    هل سيكون ممتعًا للاستخدام؟
    هل يعتقد المصنعون أنهم سيكونون قادرين على إجبار المستهلكين على استخدام هذا القماش من أجل توفير الطاقة؟
    هل سيكون القماش مريحًا في التصميم؟
    ما هو أفضل من نسيج شبكي ناعم؟
    يرجى الرد بلطف
    يهودا

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.