En
Visos kategorijos
En

Naujienos

Nano gamybos pagrindu pagaminta žemos temperatūros dienos spinduliuote vėsinanti tekstilė

Laikas:2021-11-29 Hitai:

Norint sureguliuoti temperatūrą iki patogaus diapazono, reikia daug energijos. Todėl, Šiuo metu daug tiriamųjų darbų skirta pasyvių asmeninių šilumos valdymo technologijų kūrimui, kurios gali sumažinti kūno temperatūrą be jokių energijos sąnaudų.. Nors įvairių projektavimo būdų tekstilės gaminiams vėsinti buvo pasiūlyti ankstesnių tyrinėtojų, nebuvo pasiektas tekstilės pagrindo dienos spinduliuotės aušinimas žemiau aplinkos temperatūros. Naujas tyrimas rodo, kad šilko optines savybes lemia sluoksniuota mikrostruktūra, kuri suteikia daug žadančią kryptį tyrėjams tyrinėti dienos spinduliuotės aušinimą.
Neseniai, Nankino universiteto ir Stenfordo universitetų tyrinėtojų grupė ištyrė šilko nanoapdirbimą taikant molekulinio sujungimo dizainą ir besitęsiančią jungiamąją medžiagą padedamą panardinimo metodą., ir įrodė, kad šilko nanoapdorojimas gali pasiekti suaplinkos aušinimą dienos metu. Susiję tyrimai buvo paskelbti Nature Nanotechnology pavadinimu "Subambient dienos spinduliuotę vėsinanti tekstilė Nanoapdirbto šilko pagrindu".

Nano šilko dizainas
Tyrėjai apdorojo šilką tampria jungiamąja medžiaga padedama panardinimo danga, ir šilkas išlaikė savo pirminį nešiojamumą. be to, siekiant pagerinti atspindėjimą ULTRAVIOLETinėje juostoje, neorganinio oksido nanodalelės, turinčios aukštą lūžio rodiklį, buvo prijungtos prie šilko pagal molekulinio sujungimo strategiją, naudojant jungiamąjį agentą. Tuo pačiu metu, taip pat pagerėjo matomumo artimųjų infraraudonųjų spindulių juostos atspindys, o bendras šilko atspindys visame saulės spektre gali siekti apie 95%.



Nano šilko dienos spinduliuotės aušinimo dizainas


Paruošimas ir apibūdinimas
Mie sklaidos teorija buvo naudojama Al2O3 dalelių sklaidos efektyvumui UV spektre apskaičiuoti kaip dalelių dydžio funkcija., ir Al2O3 nanodalelės, kurių dydis apie 300 nm buvo nustatyta, kad jie bus naudojami tolesniems eksperimentams. Tetrabutilo titanatas buvo pasirinktas kaip jungiamoji medžiaga, o Al2O3 dalelės buvo prijungtos prie šilko. Nustatyta, kad tetrabutilo titanatas gali sudaryti vandenilinį ryšį su hidroksilo grupe Al2O3 paviršiuje ir sumažinti Al2O3 dalelių aglomeraciją.. be to, tetrabutilo titanatas gali sudaryti stiprius kovalentinius ryšius su šilko aminorūgštimis. Todėl, stiprus sukibimas tarp Al2O3 dalelių ir šilko susidaro taikant šią molekulinio ryšio projektavimo strategiją.



Nanošilko paruošimas ir apibūdinimas




Veiklos testas
Tyrėjai išbandė natūralų ir nanošilko šilką nuolat aušinant spinduliuote 22 Valandas. Tyrimo metu nustatyta, kad dėl šilumos išsiskyrimo, natūralaus šilko temperatūra yra žemesnė nei aplinkos temperatūra naktį, bet dienos metu (9:00 ~17:00) jo temperatūra paprastai yra aukštesnė už aplinkos temperatūrą. Priešingai, nanošilko temperatūra buvo nuolat žemesnė už aplinkos temperatūrą tiek dieną, tiek naktį, o vidutinė nanošilko temperatūra vis dar buvo apie 3.5 °C žemesnė už aplinkos oro temperatūrą esant 15:00 kai viršijo saulės spinduliuotę 800 W·m-2.



Natūralaus šilko ir nanošilko radiacinio aušinimo efektyvumo bandymas



Mokslininkai taip pat išbandė šilko dangos imituojamą odą vėsinančias savybes saulės šviesoje. Imituojamą odą sudaro silikonine guma izoliuotas lankstus šildytuvas. Rezultatai parodė, kad kai imituota oda buvo padengta nano šilku, odos temperatūra buvo apie 8 ℃ ir 12.5 ℃ žemesnė nei imitacinė oda, padengta natūraliu šilku arba medvilne, atitinkamai. Aukščiau pateikti rezultatai rodo, kad nanošilkas pasižymi puikiomis aušinimo savybėmis dėl sustiprinto saulės atspindžio ir jam būdingų šiluminės spinduliuotės savybių., kurios sumažina šilumos patekimą, ir šioms savybėms nanoapdorojimas įtakos neturi.
Tyrėjai taip pat išbandė, kaip patogu dėvėti šilką. Rezultatai parodė, kad nanošilko vandens garų pralaidumas buvo panašus į natūralaus šilko ir Tyvek., bet šiek tiek didesnis nei medvilnės. Po Al2O3 nanodalelių danga, šilko šerdies siurbimo atstumas vis dar yra 10 Mm, panašus į natūralų šilką; Šilko audinio skalbimas buvo išbandytas skalbiant ir džiovinant saulėje.



Nano šilko terminis ir nešiojimo testas



Straipsnio nuorodos: https https://doi.org/10.1038/s41565-021-00987-0


(Šaltinis: Oficiali „Textile Herald“ ataskaita)