Vedci prepísali pravidlo o oblečení v horúčavách. Vytvorili látku, ktorá odráža 88 % žiarenia

Tmavé oblečenie sa na priamom slnku spravidla zahrieva viac než svetlé, no výskumníci z Číny a Austrálie ukázali materiál, ktorý toto pravidlo dokáže čiastočne obísť. Fialová tkanina odrazila 87,6 % slnečného žiarenia a pri vonkajšom teste bola o 6,2 °C chladnejšia než komerčná fialová bavlna.

Biela je počas horúceho leta praktická z jednoduchého dôvodu. Veľkú časť dopadajúceho slnečného žiarenia odrazí namiesto toho, aby ho premenila na teplo. Pri farebnom oblečení je úloha náročnejšia.

Najmä fialová farba predstavuje pre pasívne chladiace materiály problém, pretože na jej vytvorenie musí materiál výrazne absorbovať zelenú časť viditeľného spektra. Práve v tejto oblasti pritom dopadá značná časť energie slnečného žiarenia.

Výskumníci zo Zhengzhou University a ďalších čínskych pracovísk spolu s Adelaide University teraz ukázali spôsob, ako tento konflikt zmierniť. Výsledky zverejnili v odbornom časopise Small.

Farbu nevytvára klasické farbivo

Základom materiálu je termoplastický polyuretán, do ktorého vedci pridali kovovo-organickú štruktúru MOF a nanočastice oxidu zinočnatého.

MOF tu neplní iba úlohu pigmentu. Jeho molekulárna štruktúra umožňuje materiálu silno vyžarovať teplo v strednej infračervenej oblasti. Nameraná emisivita dosiahla 96,4 %.

Oxid zinočnatý zároveň pomáha rozptyľovať dopadajúce slnečné žiarenie. Výsledný materiál odrazil v priemere 87,6 % celého slnečného spektra, pričom vo viditeľnej časti dosiahol 90,1 % a v blízkej infračervenej oblasti 90,7 %.

Materiál teda rieši teplo z oboch strán. Snaží sa čo najmenej slnečnej energie absorbovať a zároveň efektívne vyžarovať vlastné teplo vo forme infračerveného žiarenia.

Ide o princíp pasívneho radiačného chladenia, pri ktorom materiál nepotrebuje ventilátor, chladiacu kvapalinu ani elektrickú energiu.

Na slnku prekonala aj bielu bavlnu

Najzaujímavejšie výsledky neprišli iba zo spektrometra.

Pri vonkajšom teste na priamom slnku bola experimentálna fialová látka o 6,2 °C chladnejšia než bežná fialová bavlna. Dokonca aj oproti komerčnej bielej bavlne mala teplotu nižšiu o 4,2 °C.

Výskumníci následne simulovali aj ľudskú pokožku. Povrch zakrytý novým materiálom bol počas dňa maximálne o 8 °C chladnejší než nezakrytý povrch.

Pre porovnanie, biela bavlna znížila maximum približne o 4,6 °C a klasická fialová bavlna o 2,8 °C.

Netreba z toho vyvodzovať, že človek v budúcom tričku automaticky pocíti ochladenie tela o osem stupňov. Ide o meranie povrchu simulujúceho pokožku v konkrétnych experimentálnych podmienkach. Reálny tepelný komfort ovplyvňuje okrem látky aj vietor, vlhkosť, potenie, strih oblečenia a aktivita človeka.

Prežila 50 praní aj zrýchlené starnutie

Materiály pre radiačné chladenie často vyzerajú dobre pri prvom laboratórnom teste, oveľa ťažšia je použiteľnosť v oblečení.

Tím preto skúšal aj odolnosť. Látka zostala flexibilná, prepúšťala vodnú paru a mala výrazne hydrofóbny povrch. Podľa Adelaide University si chladiace vlastnosti zachovala aj po 50 pracích cykloch.

Vedci ju vystavili aj intenzívnemu ultrafialovému žiareniu. Po zrýchlenom teste zodpovedajúcom približne 108 dňom vonkajšieho vystavenia nedošlo k výraznému zhoršeniu optických vlastností.

To stále nie je to isté ako roky používania trička, jeho šitie, každodenné trenie alebo priemyselná výroba kilometrov textílie. Výskum zatiaľ neukazuje hotový komerčný produkt ani cenu výroby.

Zaujímavý je však samotný princíp. Pasívne chladenie už nemusí znamenať iba dokonale biele povrchy. Autori predpokladajú, že zmenou kovovo-organických štruktúr by bolo možné rovnaký koncept preniesť aj na ďalšie farby.

Práve farba bola doteraz jedným z nepríjemných kompromisov radiačného chladenia. Podobný princíp sme na FonTechu sledovali pri rekordne bielej farbe, ktorá maximalizovala odraz slnečného svetla práve tým, že sa farby prakticky vzdala.

Nová látka ukazuje opačnú cestu. Namiesto odstránenia farby sa vedci pokúsili presne riadiť, ktoré vlnové dĺžky materiál pohltí, ktoré odrazí a na ktorých bude vyžarovať vlastné teplo. Pre oblečenie do horúčav je to oveľa zaujímavejší problém než samotná fialová farba.

Čítajte viac z kategórie: Novinky