В Средней Азии традиционно защищаются от жары ватным халатом – он не пропускает к телу солнечное тепло. Ученые из Китая разработали для жары специальную ткань с обратным эффектом – она забирает тепло у тела и отдает его наружу, как холодильник. Новая ткань выглядит, как повседневная футболка, и может охладить тело почти на 5°C.
Инженеры-исследователи пошли от естества: они использовали свойства инфракрасного излучения человеческой кожи. Это инфракрасное излучение среднего диапазона (mid-infrared radiation – MIR). Оно ощущается как тепло.
Команда изобретателей из двух китайских университетов оттолкнулась от опыта пятилетней давности американских коллег из Стэнфордского университета. Те создали охлаждающую ткань из нанопористого полиэтилена толщиной в 45 микрометра – 0,045 миллиметра. Ткань толщиной в человеческий волос вроде бы могла снизить температуру тела примерно на 3° C. Но вызывала сомнения в прочности и долговечности.
Инженеры Ма Яогуан (Ma Yaoguang) из Чжэцзянского университета (Zhejiang University) и Тао Гуанмин (Tao Guangming) из Хуачжунского университета науки и техники (Huazhong University of Science and Technology) решили создать ткань потолще и попрочнее. Для этого они использовали другой подход.
Вместе с коллегами они разработали текстиль из смеси полилактида с вкрапленными в его волокна наночастицами диоксида титана. Получился кусочек ткани толщиной в 550 микрометров – 0,55 миллиметра, вдесятеро толще, чем у американских изобретателей.
Эта ткань использует химические связи, чтобы поглощать инфракрасное излучение тела и излучать его во внешнюю среду. Она также отражает ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный свет ближнего диапазона, дополнительно охлаждая владельца.
"Хотя она [ткань] выглядит как обычная рубашка, оптически это зеркало", – говорит Тао Гуанмин.
Чтобы проверить свойства своего изделия, исследователи сшили плотно облегающий фигуру жилет. Одну его половину скроили из своей охлаждающей ткани, другую – из белого хлопка примерно такой же толщины.
Аспирант надел жилет и сел в шезлонг под ярким солнцем на час. Когда исследователи измерили температуру его кожи, сторона тела под новой тканью была почти на 5° C холоднее, сообщили они 8 июля в своей статье, опубликованной Science.
Контраст температуры соседних участков тела хорошо виден на снимке инфракрасной камеры. Тао Гуанмин утверждает, что разницу температур ощутил и аспирант в жилете.
Американские изобретатели охлаждающей ткани из Стэнфорда ревниво следят за китайскими коллегами и отмечают, что надо бы разобраться, работает ли китайская ткань-холодильник в свободно прилегающем к телу состоянии. А будет ли она охлаждать тело во время движения, а не только в спокойном состоянии, интересуются они.
Инженеры же Ма и Тао уже обратились к текстильным производителям и швейным компаниям, чтобы забронировать места на их складах для своей ткани. Изобретатели утверждают, что пропитка ткани наноматериалами увеличит стоимость ее производства всего на 10%
"Мы можем сделать производство новой ткани массовым. Это означает, что каждый может получить футболку из нее по цене футболки из старой ткани", – говорит Ма.
В мире более пяти миллионов смертей в год связаны с аномально низкой или высокой температурой воздуха. Если футболки-холодильники действительно появятся в массовой продаже, то в условиях меняющегося климата они, вероятно, произведут бум на рынке одежды.
Но пока неизвестно, принесет ли такое постоянное охлаждение лишь пользу организму, или может стать причиной простудных заболеваний.