به گزارش سایت دیدبان ایران، دانشمندان پارچه جدیدی طراحی کردهاند که گرمای بدن را به اعماق فضا میفرستد و راهی نوین برای مقابله با گرمای تابستان ارائه میدهد. پوشیدن لباسهای روشن در روزهای گرم یک توصیه قدیمی و آشنا است؛ چون رنگهای تیره معمولاً نور بیشتری جذب میکنند و در نتیجه بیشتر گرم میشوند. بااینحال، پژوهشگران پارچهای بنفش ساختهاند که با وجود رنگ تیرهاش، زیر نور خورشید حتی از پنبه سفید هم خنکتر میماند.
پژوهشگران دانشگاه آدلاید استرالیا و دانشگاه ژنگژو چین این پارچه را با استفاده از موادی به نام «چارچوبهای فلزی-آلی» یا MOF ساختهاند که پژوهش درباره آنها در سال ۲۰۲۵ به دریافت جایزه نوبل شیمی منجر شد. راز اصلی این پارچه در پدیدهای به نام «خنکسازی تابشی» نهفته است. در این فرایند، جسم بخشی از گرمای خود را به شکل تابش فروسرخ به محیط اطراف منتشر میکند.
جو زمین بیشتر طولموجهای فروسرخ را جذب میکند و در نتیجه بخشی از این گرما دوباره در سامانه زمین باقی میماند. اما در محدودهای از طولموجها، تقریباً بین ۸ تا ۱۳ میکرومتر، جو نسبتاً شفاف است. تابشی که در این محدوده منتشر شود میتواند از جو عبور کند و مستقیماً به فضا برسد. به همین دلیل، مواد طراحیشده برای خنکسازی تابشی میتوانند بدون استفاده از برق، گرمای خود را از دست بدهند و حتی در برخی شرایط از هوای اطراف نیز خنکتر شوند.
بسیاری از مواد خنککننده تابشی که تاکنون ساخته شدهاند، سفید یا نقرهای هستند. دلیلش ساده است: چنین رنگهایی بخش بزرگی از نور خورشید را بازتاب میدهند.
ساخت نمونهای بنفش دشوارتر است، زیرا برای دیدهشدن به رنگ بنفش، ماده باید بخشی از نور مرئی، بهویژه نور سبز را جذب کند. جذب انرژی خورشیدی معمولاً باعث افزایش دمای سطح میشود و میتواند عملکرد خنککنندگی را کاهش دهد. پژوهشگران برای حل این مشکل، پارچهای از الیاف بسیار ریز ساختند و در آن از مادهای بنفش به نام ZIF-67 در کنار نانوذرات اکسید روی استفاده کردند.
ساخت پارچه خنککننده رنگی دشوار است، چون رنگهای تیره معمولاً نور بیشتری جذب میکنند و بیشتر گرم میشوند
ZIF-67 یکی از انواع چارچوبهای فلزی-آلی است؛ موادی متخلخل که از اتصال اتمهای فلزی به مولکولهای آلی ساخته میشوند و میتوان خواص آنها را برای کاربردهای مختلف تنظیم کرد.
ZIF-67 نور سبز را به اندازه کافی جذب میکند تا پارچه بنفش دیده شود، اما درعینحال توانایی مناسبی برای بازتاب و انتشار تابش فروسرخ در محدودهای دارد که میتواند از جو زمین عبور کند. به این ترتیب، رنگ پارچه مانع عملکرد خنککننده آن نمیشود.
آیافالساینس، پژوهشگران نمونههای مربعی ۵ در ۵ سانتیمتری از پارچه را زیر نور مستقیم خورشید در شهر ژنگژو چین آزمایش کردند. دمای پارچه بنفش جدید ۴٫۲ درجه سانتیگراد پایینتر از پنبه سفید معمولی و ۶٫۲ درجه پایینتر از پنبه بنفش تجاری بود.
محققان سپس بررسی کردند که پارچه هنگام قرارگرفتن روی سطحی گرم، مشابه پوست بدن انسان، چگونه عمل میکند. برای این آزمایش، سطحی تا دمای ۳۷ درجه سانتیگراد گرم شد. قرارگرفتن پارچه جدید روی این سطح، دما را تا ۸ درجه سانتیگراد کاهش داد. در مقایسه، پنبه سفید کاهش ۴٫۶ درجهای و پنبه بنفش معمولی کاهش ۲٫۸ درجهای ایجاد کرد.
پارچه خنککننده زمانی برای لباس مناسب خواهد بود که بتوان آن را بهراحتی پوشید. به گفته پژوهشگران، ماده جدید سبک و انعطافپذیر است، در برابر کشش مقاومت مناسبی دارد و بخار آب میتواند از آن عبور کند. از نظر تنفسپذیری نیز عملکرد آن با پنبه معمولی قابل مقایسه گزارش شده است.
وجود ذرات اکسید روی باعث شده سطح پارچه خاصیت آبگریزی داشته باشد. در آزمایشها، پارچه پس از ۵۰ بار شستوشو همچنان توانایی خنککنندگی خود را حفظ کرد. محققان همچنین آن را در معرض مقدار زیادی تابش فرابنفش قرار دادند که معادل حدود ۱۰۸ روز قرارگرفتن در فضای باز بود و عملکرد پارچه همچنان حفظ شد.
با وجود نتایج امیدوارکننده آزمایشگاهی، رسیدن چنین موادی به بازار ساده نیست. یکی از مشکلات اصلی فناوری خنکسازی تابشی، تولید ارزان و گسترده مواد موردنیاز است. بررسیهای پیشین نیز نشان دادهاند که موفقیت تجاری این فناوری تا حد زیادی به امکان تولید در مقیاس بزرگ وابسته خواهد بود.
البته خنکسازی تابشی درحالحاضر نیز در برخی کاربردهای تجاری استفاده میشود. برای مثال، شرکت آمریکایی SkyCool Systems از این فناوری برای کاهش گرمای ساختمانها استفاده میکند.
پارچه پس از ۵۰ بار شستوشو و تابش فرابنفش معادل ۱۰۸ روز فضای باز، عملکرد خنککنندگی خود را حفظ کرد
روش جدید به رنگ بنفش محدود نیست. ازآنجاکه چارچوبهای فلزی-آلی را میتوان با ویژگیهای نوری متفاوت ساخت، احتمالاً در آینده امکان تولید پارچههای خنککننده در رنگهای دیگر نیز وجود خواهد داشت.
بااینحال، هنوز مشخص نیست چنین پارچههایی چه زمانی و با چه هزینهای در مقیاس تجاری تولید خواهند شد. فعلاً یافتههای پژوهش نشان میدهد که دستکم از نظر فنی، خنکماندن زیر نور خورشید لزوماً به پوشیدن لباس سفید محدود نیست.
