نسيج التبريد يحجب الحرارة من الرصيف والمباني في المدن الساخنة

يمكن لسكان مدن المستقبل التغلب على الحرارة بملابس مصنوعة من قماش جديد يبقيهم باردين.

تم تصميم النسيج، المصنوع من مادة بلاستيكية وأسلاك فضية، ليظل باردًا في المناطق الحضرية من خلال الاستفادة من مبدأ يعرف باسم التبريد الإشعاعي – العملية الطبيعية التي تشع من خلالها الأشياء الحرارة إلى الفضاء.

تنبعث المادة بشكل انتقائي من الأشعة تحت الحمراء ضمن النطاق الضيق من الأطوال الموجية التي يمكنها الهروب من الغلاف الجوي للأرض. وفي الوقت نفسه، فهو يحجب إشعاع الشمس والأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الهياكل المحيطة.

صمم بو تشون هسو وفريقه من جامعة شيكاغو في إلينوي هذه المادة “لمحاولة حجب أكثر من نصف [the radiation] من المباني والأرض “، كما يقول.

تعتمد بعض أقمشة التبريد ومواد البناء بالفعل على مبدأ التبريد الإشعاعي، لكن معظم هذه التصميمات لا تأخذ في الاعتبار الإشعاع الصادر من الشمس أو الأشعة تحت الحمراء من الهياكل مثل المباني والأرصفة. ويفترضون أيضًا أن المادة ستكون موجهة أفقيًا نحو السماء مثل الألواح الموجودة على السطح، بدلاً من الاتجاه الرأسي للمادة الموجودة في الملابس التي يرتديها الشخص.

يقول هسو إن هذه التصميمات تعمل بشكل جيد “عندما تواجه جسمًا أكثر برودة، مثل السماء أو حقل مفتوح”. “ومع ذلك، نادرًا ما يحدث هذا عندما تواجه جزيرة حرارية حضرية.”

صمم هسو وزملاؤه نسيجًا من ثلاث طبقات. وتتكون الطبقة الداخلية من نسيج الملابس الشائع مثل الصوف أو القطن، وتتكون الطبقة الوسطى من أسلاك فضية نانوية تعكس معظم الإشعاع.

تتكون الطبقة العليا من مادة بلاستيكية تسمى بولي ميثيل بنتين، والتي لا تمتص أو تعكس معظم الأطوال الموجية، ولكنها تنبعث منها نطاقًا ضيقًا من الأشعة تحت الحمراء.

في الاختبارات الخارجية، ظل النسيج أكثر برودة بمقدار 8.9 درجة مئوية (16 درجة فهرنهايت) من نسيج الحرير العادي و2.3 درجة مئوية (4.1 درجة فهرنهايت) أكثر برودة من المادة التي تنبعث منها إشعاعات عبر نطاق واسع. عند اختباره على الجلد، كان النسيج أبرد بمقدار 1.8 درجة مئوية (3.2 درجة فهرنهايت) من القماش القطني.

يقول هسو إن هذا الاختلاف البسيط في درجة الحرارة يمكن نظريًا أن يزيد من الوقت الذي يمكن أن يتعرض فيه الشخص للحرارة بشكل مريح بنسبة تصل إلى الثلث، على الرغم من أن هذا لم يتم اختباره بعد.

يقول أسواث رامان من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “إن جعل هذه الأشياء عملية كنسيج أمر صعب دائمًا”، مضيفًا أن هذا العمل يعد عرضًا جيدًا لترجمة المبدأ الفيزيائي للتبريد الإشعاعي إلى مادة قابلة للاستخدام. ويقول إنه يمكن أيضًا استخدام مواد أخرى ذات خصائص مماثلة على الأسطح الرأسية للمباني.