پژوهشگران دانشگاه شیکاگو یک پارچه جالب را معرفی کردند

طی سال جاری میلادی شاهد امواج گرمای عظیم در سراسر جهان بوده ایم، به طوری که دمای شهرهای مکزیک، هند، پاکستان و عمان به نزدیک 50 درجه سانتیگراد نیز رسیده است.

با افزایش دمای جهانی و جمعیت شهری، شهرهای جهان به جزایر گرمایی شهری تبدیل شده اند که شرایط سخت و پرتوافشانی گرمایی ساطع شده از سنگفرش ها و آسمانخراش ها این گرما را به دام انداخته و افزایش می دهند. از آنجایی که پیش بینی می شود 68 درصد از کل مردم جهان تا سال 2050 در شهرها زندگی کنند، این یک مشکل رو به رشد و مرگبار است.

پارچه ای جدید برای کمک به کاهش گرما

در مقاله ای که در 13 ژوئن در نشریه ساینس (Science) منتشر شد، پژوهشگران دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر دانشگاه شیکاگو یک پارچه پوشیدنی جدید را معرفی کرده اند که می تواند به ساکنان شهری برای جان سالم به در بردن از بدترین اثرات گرمایی ناشی از تغییرات آب و هوایی کمک کند.  

در آزمایش های انجام شده زیر نور خورشید آریزونا در آمریکا، این ماده 2.3 درجه سانتیگراد خنک تر از پارچه ساطع کننده پهن باند مورد استفاده برای ورزش های استقامتی در فضای باز و 8.9 درجه سانتیگراد خنک تر از ابریشم تجاری مورد استفاده برای پیراهن ها و دیگر پوشاک تابستانی باقی ماند.

تیم دانشگاه شیکاگو امیدوار است که این پارچه به بسیاری از افراد برای جلوگیری از بستری شدن در بیمارستان و مرگ و میر ناشی از گرما کمک کند.

پژوهشگران همچنین امیدوارند که این پارچه در ساختمان ها، خودروها و بخش های ذخیره سازی و حمل و نقل مواد غذایی به کار گرفته شود تا با کاهش دماهای داخلی به کاهش هزینه و اثر کربن سامانه های تهویه مطبوع کمک کند.

به گفته پروفسور پو چون هسو، استادیار مهندسی مولکولی در دانشگاه شیکاگو، ما نیازمند کاهش انتشار کربن و تبدیل کردن شهرها به مکان های کربن منفی یا کربن خنثی هستیم. اما در شرایطی است که مردم تاثیر این دماهای بالا را احساس می کنند.

در نظر گرفتن محیط زیست

پارچه های خنک کننده موجود برای ورزش های فضای باز با بازتاب نور خورشید در الگوی پراکنده کار می کنند. در یک جزیره گرمایی شهری، خورشید منبع اصلی گرما است. در شرایطی که خورشید از بالا می تابد، پرتوافشانی گرمایی پخش شده از ساختمان ها و سنگفرش ها نیز مردم را از کناره ها و پایین مورد حمله قرار می دهند.

این بدان معناست که بسیاری از موادی که در آزمایش های آزمایشگاهی به خوبی عمل می کنند، زمانی که در برابر امواج گرمای عظیم قرار بگیرند، به مردم ساکن در مناطقی مانند آریزونا، نوادا، کالیفرنیا، آسیای جنوب شرقی و چین کمکی نمی کنند.

به گفته رانگهوی وو، یکی از نویسندگان ارشد مطالعه و پژوهشگر فوق دکتری در دانشگده مهندسی مولکولی پریتزکر، مردم به طور معمول روی عملکرد یا طراحی مواد منسوجات خنک کننده تمرکز می کنند. برای تولید پارچه ای که پتانسیل استفاده در زندگی واقعی را داشته باشد، باید محیط زیست را نیز در نظر گرفت.

خورشید و پیاده رو با درجه حرارت مختلفی افراد را تحت تاثیر قرار می دهند. ایجاد یک ماده که بتواند از فرد پوشنده در برابر هر دو محافظت کند، یک چالش مهندسی بزرگ برای تیم دانشگاه شیکاگو ایجاد کرد.

نور خوشید مرئی است، پرتوافشانی گرمایی فرو سرخ است، از این رو، آنها دارای طول موج های مختلف هستند. این بدان معناست که شما باید ماده ای داشته باشید که همزمان دو ویژگی نوری داشته باشد. انجام این کار بسیار چالش برانگیز است. شما باید با علم مواد بازی کنید تا مواد را به گونه ای مهندسی و تنظیم کرده تا رزونانس های مختلف در طول موج های مختلف به شما ارائه شود.

هزینه های کسب آسایش

خنک کردن یک خانه اغلب به معنای گرم شدن سیاره زمین است زیرا کربن منتشر شده از سامانه های تهویه مطبوع و تبرید به تداوم روند تغییرات آب و هوایی کمک می کنند. ما برای این که هر کجا می رویم احساس راحتی و آسایش داشته باشیم، انرژی زیادی مصرف می کنیم.

با این وجود، خطر گرما به طور مساوی توزیع نمی شود. در آمریکا و ژاپن، بیش از 90 درصد خانوارها دارای یک سامانه تهویه مطبوع هستند، این رقم در هند و بخش هایی از آفریقا به پنج درصد کاهش می یابد.

پارچه جدید معرفی شده توسط پژوهشگران دانشگاه شیکاگو که پتنت موقت دریافت کرده است، می تواند به ارائه یک سامانه خنک کننده غیرفعال کمک کند که نیاز به سامانه های انرژی بر و هزینه بر را کاهش می دهد.

کاربردهایی فراتر از پوشاک

یک نسخه ضخیم تر از پارچه که با لایه ای نامرئی از پلی اتیلن محافظت شده است می تواند در کناره های ساختمان ها یا خودروها استفاده شود تا دمای داخلی را کاهش داده و در نتیجه، هزینه و تاثیر انتشار کربن سامانه های تهویه مطبوع را کاهش دهد. به طور مشابه، از این ماده می توان برای حمل و نگهداری شیر و دیگر مواد غذایی فاسد شدنی در برابر گرما استفاده کرد تا تاثیر استفاده از یخچال ها را کاهش داد.

در واقع شما می توانید با استفاده از این پارچه جدید به میزان قابل توجهی در هزینه های خنک سازی، برق و انرژی صرفه جویی کنید زیرا این فرایندی غیرفعال است.