گرمای شدید تابستان مردم را به داخل خانه‌ها سوق می‌دهد، قبض‌های برق را افزایش می‌دهد و شبکه‌های برق را تحت فشار قرار می‌دهد. اما گروهی از پژوهشگران دانشگاه شیکاگو راه‌حلی نوآورانه یافته‌اند: پارچه‌ای که می‌تواند دما را کاهش دهد بدون آنکه نیاز به روشن کردن کولر باشد.
پژوهش جدید: پارچه‌ای که دما را پایین می‌آورد
پژوهشگران دانشگاه شیکاگو موفق به تولید پارچه‌ای شدند که در مقایسه با منسوجات ورزشی خنک‌کننده، حدود ۴.۱ درجه فارنهایت خنک‌تر باقی می‌ماند و نسبت به ابریشم در زیر نور کامل خورشید حدود ۱۶ درجه فارنهایت خنک‌تر است.
این پارچه به گونه‌ای طراحی شده که هم در ساختمان‌ها و هم در خودروها قابل استفاده باشد.
«ما نیاز داریم انتشار کربن را کاهش دهیم و شهرها را به سمت کربن خنثی یا حتی منفی پیش ببریم، اما همزمان مردم از گرمای بی‌سابقه رنج می‌برند.»
— پروفسور پو چون هسو، مدرسه مهندسی مولکولی پرایتزکر، دانشگاه شیکاگو
جزیره حرارتی شهری و اهمیت خنک‌سازی
مناطق شهری گرما را جذب و دوباره به محیط ساطع می‌کنند. آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) این پدیده را جزیره گرمای شهری می‌نامد؛ جایی که دمای شهر به دلیل جذب و بازتاب انرژی از سطوحی مانند جاده‌ها و ساختمان‌ها بالاتر از مناطق اطراف است.
این موضوع اهمیت زیادی دارد زیرا تا سال ۲۰۵۰، حدود ۶۸ درصد از جمعیت جهان در شهرها زندگی خواهند کرد.
مکانیزم علمی پارچه خنک‌کننده
هر جسم گرم نوری نامرئی منتشر می‌کند که گرما را به اطراف منتقل می‌کند. این فرآیند خنک‌سازی تابشی (Radiative Cooling) نام دارد. بهترین عملکرد زمانی حاصل می‌شود که ماده اجازه دهد گرما در محدوده مادون قرمز میانی فرار کند، در حالی که نور خورشید را بازتاب دهد.
مفاهیم کلیدی این فناوری:
- گسیلندگی (Emissivity): توانایی یک سطح برای انتشار گرما به صورت نور
- پنجره انتقال اتمسفری (ATW): بخشی از آسمان که شفافیت لازم برای عبور انرژی مادون قرمز به فضا را دارد
طراحی لایه‌ای پارچه
این پارچه چندلایه است و هر لایه وظیفه خاصی دارد:
- لایه بالایی: نور خورشید را به شدت پخش می‌کند
- لایه میانی: حاوی نانوسیم‌های نقره است که تابش مادون قرمز ناخواسته را بازتاب می‌دهد
- لایه داخلی: گرمای بدن را جذب کرده و برای انتشار آماده می‌کند
نتیجه این طراحی:
- بازتاب ۹۷٪ نور خورشید
- انتشار قوی گرما در محدوده مادون قرمز
- کاهش دما حتی در کنار سطوح داغ شهری
آزمایش‌ها و نتایج
نمونه‌های پارچه در آریزونا و شیکاگو تحت آسمان صاف آزمایش شدند. پژوهشگران:
- دما را با حسگرها پایش کردند
- منابع گرمای اضافی را حذف کردند
- با منسوجات ورزشی و ابریشم مقایسه انجام دادند
نتایج:
- ۴.۱ درجه فارنهایت خنک‌تر از منسوجات ورزشی
- ۱۶ درجه فارنهایت خنک‌تر از ابریشم
- حتی در آزمایش روی بازوی داوطلبان هم کاهش دما ثبت شد
کاربردهای آینده
کاربردهای بالقوه این فناوری گسترده است:
- لباس‌های روزمره: کاهش گرمای بدن در روزهای داغ
- پوشش خودروها: جلوگیری از گرم شدن شدید داخل خودرو
- ساختمان‌ها: کاهش زمان کارکرد کولر و کاهش قبض برق
- کانتینرهای حمل مواد غذایی: جلوگیری از خراب شدن محصولات
ویژگی‌های طراحی کاربردی
این پارچه برای استفاده روزمره بهینه شده است:
- قابلیت عبور بخار آب و تنفس‌پذیری
- مقاومت در برابر شست‌وشو و خم شدن
- سطح بیرونی ضدآب و مقاوم در برابر لکه
- امکان استفاده از لایه داخلی با پارچه‌های مختلف بدون تغییر عملکرد
اهمیت انرژی، عدالت و آسایش
کولرها گرچه مؤثرند، مصرف بالای برق در روزهای داغ دارند. پارچه‌های خنک‌کننده می‌توانند بدون استفاده از تجهیزات برقی، گرما را کاهش دهند.
این فناوری به ویژه برای مناطقی که دسترسی به کولر محدود یا گران است، می‌تواند راهکاری عادلانه و کم‌هزینه باشد.
جمع‌بندی
این پارچه نوآورانه می‌تواند به راهکاری پایدار برای مقابله با گرمای شدید تبدیل شود و استفاده از انرژی را کاهش دهد. اگر تولید آن در مقیاس وسیع و با هزینه پایین ممکن شود، می‌تواند زندگی شهری را متحول کند.
✅ اگر به آینده فناوری‌های سبز و نوآوری‌های صرفه‌جویانه در مصرف انرژی علاقه‌مند هستید، این پیشرفت علمی را دنبال کنید و آن را با دوستانتان به اشتراک بگذارید. شاید لباس‌های آینده شما نه‌تنها مدرن، بلکه هوشمندانه خنک‌کننده باشند!
