En
Sve kategorije
En

Vijesti

Niskotemperaturni tekstil za hlađenje dnevnim zračenjem na bazi nano proizvodnje

Vrijeme:2021-11-29 Hitova:

Potrebno je puno energije za podešavanje temperature na ugodan raspon. Stoga, velik dio istraživačkog rada trenutno je posvećen razvoju pasivnih osobnih tehnologija upravljanja toplinom koje mogu smanjiti tjelesnu temperaturu bez ikakvog utroška energije. Iako su prijašnji istraživači predložili različite metode dizajna za hlađenje tekstila, nije postignuto dnevno radijacijsko hlađenje na bazi tekstila ispod temperature okoline. Nova studija pokazuje da su optička svojstva svile posljedica njezine slojevite mikrostrukture, što istraživačima pruža obećavajući smjer za istraživanje dnevnog radijacijskog hlađenja.
Nedavno, Istraživački tim sa Sveučilišta Nanjing i Sveučilišta Stanford istražio je nanoobradu svile kroz dizajn molekularnog vezivanja i metodu uranjanja potpomognutog rastezljivim sredstvom za spajanje, i dokazao da se nanoobradom svile može postići hlađenje dnevnog zračenja ispod okoliša. Povezano istraživanje objavljeno je u Nature Nanotechnology pod naslovom "Subambientni tekstil za radijacijsko hlađenje na bazi nanoprocesirane svile".

Dizajn nano-svile
Istraživači su svilu obrađivali rastezljivim sredstvom za spajanje potpomognutim premazom, a svila je zadržala svoju izvornu nosivost. Osim toga, kako bi se poboljšala reflektivnost u ULTRAVIOLETNOM pojasu, nanočestice anorganskog oksida s visokim indeksom loma bile su vezane na svilu strategijom molekularnog vezivanja pomoću sredstva za spajanje. U isto vrijeme, također je poboljšana refleksija visibon-bliskog infracrvenog pojasa, a ukupna refleksija svile u cijelom sunčevom spektru može doseći oko 95%.



Dizajn dnevnog radijacijskog hlađenja za nano svilu


Priprema i karakterizacija
Mieova teorija raspršenja korištena je za izračunavanje učinkovitosti raspršenja čestica Al2O3 u UV spektru kao funkcije veličine čestica, i nanočestice Al2O3 veličine oko 300 nm je utvrđeno da se koristi za sljedeće eksperimente. Tetrabutil titanat je odabran kao sredstvo za spajanje, a čestice Al2O3 su pričvršćene na svilu. Utvrđeno je da tetrabutil titanat može formirati vodikovu vezu s hidroksilnom grupom na površini Al2O3 i smanjiti aglomeraciju čestica Al2O3. Osim toga, tetrabutil titanat može stvoriti jake kovalentne veze s aminokiselinama u svili. Stoga, snažna adhezija između čestica Al2O3 i svile stvara se kroz ovu strategiju dizajna molekularne veze.



Priprema i karakterizacija nano-svile




Test izvedbe
Istraživači su testirali prirodnu i nanosilnu svilu pod kontinuiranim hlađenjem radijacijom 22 sati. Studija je pokazala da zbog oslobađanja topline, temperatura prirodne svile je niža od temperature okoline noću, ali danju (9:00 ~17:00) njegova je temperatura obično viša od temperature okoline. U kontrastu, temperatura nanosilke bila je konstantno niža od temperature okoline i danju i noću, a prosječna temperatura nanosile još je bila oko 3.5 °C niža od temperature okolnog zraka na 15:00 kada je sunčevo zračenje premašilo 800 W·m-2.



Ispitivanje učinka radijacijskog hlađenja prirodne svile i nano svile



Istraživači su također testirali svojstva hlađenja svilenog pokrivača simulirane kože na sunčevoj svjetlosti. Simulirana koža sastoji se od fleksibilnog grijača izoliranog silikonskom gumom. Rezultati su pokazali da kada je simulirana koža bila prekrivena nano-svilom, temperatura kože bila je oko 8 ℃ i 12.5 ℃ niže od one simulirane kože prekrivene prirodnom svilom ili pamukom, odnosno. Gornji rezultati pokazuju da nanosilk ima izvrsna svojstva hlađenja zbog kombinacije svoje poboljšane refleksije sunca i svojstava svojstava toplinskog zračenja, koji minimiziraju unos topline, a na ta svojstva ne utječe nanotretman.
Istraživači su također testirali koliko je svila udobna za nošenje. Rezultati su pokazali da je propusnost vodene pare nano svile slična onoj prirodne svile i Tyvek, ali nešto viša od one od pamuka. Pod pokrovom nanočestica Al2O3, usisna udaljenost jezgre svile je mirna 10 mm, usporediva s prirodnom svilom; Perivost svilene tkanine ispitana je pranjem i sušenjem na suncu.



Termički test i test nosivosti nano svile



Članak povezuje: https (https)://doi.org/10.1038/s41565-021-00987-0


(Izvor: Službeni račun Textile Heralda)