ملابس تتفوق علي حرارة الشمس

80

دكتور إيهاب محمد زايد – مصر

إبتدعت الصين ملابس تتفوق علي حرارة الشمس وتخفضها بنسبة خمسة درجات مئوية والفكره تبدأ من عكس

أشعة الشمس التي تشعرك بالحراره مثل الأشعه الحمراء المتوسطه والقريبه وكذلك الأشعه فوق البنفسجيه

تعتبر هذه الملابس طفره في صناعة النسيج حيث كان من المتعارف عليه الملابس الثقيله. الأن ستكون هذه

الملابس الخافضه للحراره والتي تقاوم وتتفوق علي الشمس.

قماش “المرآة” الجديد يمكن أن يبرد مرتديه بحوالي 5 درجات مئوية أشار إلي هذا أليكس فيفيروس أليكس

فيفيروس متدرب في “أصوات متنوعة في الصحافة العلمية” بقسم الأخبار في العلوم. في حين أنه من السهل تصميم الملابس التي تجعلك تشعر بالدفء ، إلا أنه من الصعب جدًا تصميم ملابس يمكن أن تبقيك باردًا في يوم صيفي حار. الآن ، صمم الباحثون قماشًا يشبه القميص اليومي ، لكن يمكنه تبريد الجسم بحوالي 5 درجات مئوية. يقولون إن التكنولوجيا ، إذا تم إنتاجها بكميات كبيرة ، يمكن أن تساعد الناس في جميع أنحاء العالم على حماية أنفسهم من ارتفاع درجات الحرارة الناجم عن تغير المناخ.

لصنع ملابس تتفوق على الشمس ، يستخدم مصممو الأزياء عادةً قماشًا فاتح اللون يعكس الضوء المرئي. لكن طريقة أخرى تعكس الإشعاع الكهرومغناطيسي للشمس ، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية (UV) والأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR). تقوم الأشعه تحت الحمراء القريبه بتدفئة الأشياء التي تمتصها وتبريدها ببطء أثناء انبعاثها. ومع ذلك ، فإن غلافنا الجوي يعيق عملية التبريد هذه: فبعد انبعاثه من جسم ما ، غالبًا ما يتم امتصاص الأشعه تحت الحمراء القريبه بواسطة جزيئات الماء القريبة ، مما يؤدي إلى تسخين الهواء المحيط.

لتسريع عملية التبريد ، يتجه الباحثون إلى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIR) ، وهي نوع من الأشعة تحت الحمراء ذات أطوال موجية أطول. بدلاً من امتصاص الجزيئات في الهواء المحيط ، تنتقل طاقة الأشعه تحت الحمراء المتوسطه مباشرة إلى الفضاء ، لتبريد الكائنات ومحيطها. تُعرف هذه التقنية بالتبريد الإشعاعي ، وقد استخدمها المهندسون على مدار العقد الماضي لتصميم الأسقف والأغشية البلاستيكية والخشب والدهانات شديدة البياض.

بشرة الإنسان ، على عكس العديد من الملابس التي نرتديها ، تنبعث منها الأشعه تحت الحمراء المتوسطه بشكل طبيعي. في عام 2017 ، صمم باحثو جامعة ستانفورد نسيجًا يسمح بمرور الأشعه تحت الحمراء المتوسطه من جسم الإنسان مباشرة من خلاله ، مما يبرد من يرتديه بنحو 3 درجات مئوية ، ولكن للعمل ، يجب أن يكون النسيج رقيقًا للغاية – 45 ميكرومترًا فقط ، أو حوالي واحد ثالثًا ، سمك قميص من الكتان الخفيف الوزن. دفع ذلك بعض الباحثين للتشكيك في متانتها.

لتصميم نسيج أكثر سمكًا ، اتخذ المهندسون مايا ياجوينيج من جامعة زييجيانج و تاو جوان جيمنج من جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا نهجًا مختلفًا. وبدلاً من ترك الأشعه تحت الحمراء المتوسطه من الجلد يمر مباشرة من خلال نسيجهم ، صمموا وزملاؤهم نسيجًا يستخدم روابط كيميائية لامتصاص حرارة الجسم وإعادة إصدار طاقته إلى الفضاء مثل الأشعه تحت الحمراء المتوسطه. نسيج 550 ميكرومتر – مصنوع من حمض عديد حمض اللبنيك والألياف الاصطناعية ممزوج مع جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية المنتشرة في جميع أنحاء – يعكس أيضًا الأشعة فوق البنفسجية والمرئية وضوء الأشعه تحت الحمراء القريبه ، مما يزيد من تبريد مرتديها. على الرغم من أنه يبدو كالقميص العادي ، “إلا أنه مرآة بصريًا” ، كما يقول تاو.

لاختبار صنعهم ، قام الباحثون بتجميع سترة ضيقة ، نصفها مصنوع من القماش والآخر مصنوع من القطن الأبيض بنفس السماكة. ارتدى أحد طلاب الدراسات العليا السترة وجلس على كرسي في الحديقة تحت أشعة الشمس المباشرة لمدة ساعة. عندما قاس الباحثون درجة حرارة جلده ، كان الجانب الموجود أسفل القماش الجديد أبرد بمقدار 5 درجات مئوية تقريبًا من الجانب الموجود أسفل القطن ، حسبما أفادوا اليوم في مجلة سينس. بالنسبة لكاميرا الأشعة تحت الحمراء ، كان التباين مرئيًا بوضوح ، ويقول تاو إن الطالب يمكن أن يشعر باختلاف درجة الحرارة.

يقول يي كوي ، عالم المواد في جامعة ستانفورد الذي قاد العمل السابق والذي واصل مختبره العمل على الأقمشة الشفافة متوسطة الأشعة تحت الحمراء: “كل هذا مثير للاهتمام”. لكنه يضيف أنه نظرًا لاستخدام تقنية انبعاث الأشعه تحت الحمراء المتوسطه حتى الآن على الأسطح الثابتة التي تواجه السماء باستمرار ، يجب على مؤلفي العمل الجديد أيضًا قياس مدى برودة نسيجهم عندما يقف الناس أو يمشون. كما أنه يتساءل عما إذا كان القماش يعمل بشكل جيد عندما يكون غير محكم التثبيت ، لأن عنصر التبريد يعتمد على ملامسته الوثيقة للجلد.

تشارك إيفلين وانج ، مهندسة ميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، بعض مخاوف كوي. لكنها تضيف أن العمل يتحدث عن تقدم سريع في مجال التبريد الإشعاعي. “هذا النوع من النهج له مزايا لأنه يمكن أن يتيح استخدام نطاق أوسع من المواد ويشبه إلى حد كبير القطن ، وهو أمر مهم للمستخدم.”

يتواصل العالمان مايا ياجوينيج و تاو جوان جيمنج الآن مع مصنعي المنسوجات وشركات الملابس لمحاولة الحصول على أقمشةهم على الرفوف. يقولون إن النسيج المشبع بالمواد النانوية يجب أن يضيف حوالي 10 ٪ فقط إلى تكاليف تصنيع الملابس النموذجية. “يمكننا تحقيق ذلك من خلال الإنتاج الضخم ، مما يعني أنه يمكن للجميع الحصول على قميص … والتكلفة هي نفسها في الأساسص الأشياء القديمة ، “ما يقول. “يمكن أن يفيد الجميع.”