Inachukua nishati nyingi kurekebisha halijoto hadi kiwango kizuri. Kwa hivyo, kazi kubwa ya utafiti kwa sasa imejitolea kukuza teknolojia za usimamizi wa joto za kibinafsi ambazo zinaweza kupunguza joto la mwili bila matumizi yoyote ya nishati. Ingawa mbinu mbalimbali za kubuni za nguo za kupoeza zimependekezwa na watafiti waliotangulia, upoaji wa mionzi ya mchana kwa kutumia nguo chini ya halijoto iliyoko haujafikiwa. Utafiti mpya unaonyesha kuwa sifa za macho za hariri ni kwa sababu ya muundo wake mdogo, ambao hutoa mwelekeo mzuri kwa watafiti kuchunguza upoaji wa mionzi ya mchana.

Hivi majuzi, timu ya watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Nanjing na Chuo Kikuu cha Stanford iligundua uchakataji wa hariri kupitia muundo wa uunganishaji wa molekuli na wakala wa upanuzi wa usaidizi wa kuzamisha, na ikathibitisha kuwa uchakataji wa hariri unaweza kufikia kupoeza kwa mionzi ya mchana kwa mazingira ya mchana. Utafiti unaohusiana ulichapishwa katika Nature Nanotechnology yenye kichwa "Subambient Daytime Radiative Cooling textile Based on Nanoprocessed Silk".

Kubuni ya nano-hariri

Watafiti walishughulikia hariri kwa kutumia mipako ya kuunganisha inayoweza kunyooshwa, na hariri ilibaki na uvaaji wake wa asili. Kwa kuongezea, ili kuboresha uakisi katika bendi ya ULTRAVIOLET, nanoparticles za oksidi isokaboni zilizo na kiashiria cha juu cha refractive ziliunganishwa kwa hariri na mkakati wa kuunganisha molekuli kwa kutumia wakala wa kuunganisha. Wakati huo huo, uakisi wa bendi ya visibon-karibu-infrared pia unaboreshwa, na uakisi wa jumla wa hariri katika wigo mzima wa jua unaweza kufikia karibu 95%.

Ubunifu wa baridi ya mionzi ya mchana kwa hariri ya nano

Maandalizi na sifa

Nadharia ya kutawanya ya Mie ilitumiwa kukokotoa ufanisi wa kutawanya kwa chembe za Al2O3 katika wigo wa UV kama utendaji wa ukubwa wa chembe, na nanoparticles za Al2O3 zenye ukubwa wa takriban nm 300 ziliamuliwa kutumika kwa majaribio yaliyofuata. Tetrabutyl titanate ilichaguliwa kama wakala wa kuunganisha na chembe za Al2O3 ziliunganishwa kwenye hariri. Imegunduliwa kuwa tetrabutyl titanate inaweza kuunda dhamana ya hidrojeni na kikundi cha haidroksili kwenye uso wa Al2O3 na kupunguza mkusanyiko wa chembe za Al2O3. Kwa kuongeza, tetrabutyl titanate inaweza kuunda vifungo vikali vya covalent na asidi ya amino katika hariri. Kwa hivyo, kushikamana kwa nguvu kati ya chembe za Al2O3 na hariri huundwa kupitia mkakati huu wa muundo wa dhamana ya molekuli.

Maandalizi na tabia ya nano-hariri

Mtihani wa utendaji

Watafiti walijaribu hariri ya asili na ya nanosilk chini ya baridi ya mionzi inayoendelea kwa masaa 22. Utafiti huo uligundua kuwa kutokana na kutolewa kwa joto, joto la hariri ya asili ni la chini kuliko halijoto iliyoko wakati wa usiku, lakini wakati wa mchana (9:00 ~17:00) joto lake kwa kawaida huwa juu kuliko halijoto iliyoko. Kinyume chake, halijoto ya nanosilk ilikuwa chini kwa mfululizo kuliko halijoto iliyoko wakati wa mchana na usiku, na wastani wa joto la nanosilk bado ulikuwa karibu 3.5 °C chini kuliko joto la hewa iliyoko saa 15:00 wakati mwanga wa jua. ilizidi 800 W·m-2.

Mtihani wa utendaji wa kupoeza wa mionzi ya hariri ya asili na hariri ya nano

Watafiti pia walijaribu mali ya baridi ya hariri inayofunika ngozi iliyoiga kwenye mwanga wa jua. Ngozi ya kuiga ina hita inayoweza kunyumbulika ya mpira wa silikoni. Matokeo yalionyesha kuwa wakati ngozi iliyoiga ilifunikwa na nano-hariri, halijoto ya ngozi ilikuwa takriban 8 ℃ na 12.5 ℃ chini kuliko ile ya ngozi iliyoiga iliyofunikwa na hariri ya asili au pamba, mtawalia. Matokeo ya hapo juu yanaonyesha kuwa nanosilk ina sifa bora za kupoeza kwa sababu ya mchanganyiko wa mwangaza wake wa jua ulioimarishwa na mali yake ya asili ya mionzi ya joto, ambayo hupunguza uingizaji wa joto, na mali hizi haziathiriwa na nanotreatment.

Watafiti pia walijaribu jinsi hariri ilivyokuwa nzuri kuvaa. Matokeo yalionyesha kuwa upenyezaji wa mvuke wa maji wa nano-hariri ulikuwa sawa na ule wa hariri ya asili na Tyvek, lakini juu kidogo kuliko ile ya pamba. Chini ya kifuniko cha nanoparticles ya Al2O3, umbali wa msingi wa kunyonya wa hariri bado ni 10 mm, kulinganishwa na hariri ya asili; Usafi wa kitambaa cha hariri ulijaribiwa kwa kuosha na kukausha jua.

Mtihani wa joto na uvaaji wa hariri ya nano