Новая ткань делает городские острова тепла более терпимыми

Важные новости

Новая ткань делает городские острова тепла более терпимыми» /></p>
<p> Поскольку солнечный свет виден, а тепловое излучение, исходящее от зданий и тротуаров на городских островах тепла, является инфракрасным, команде Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета пришлось разработать ткань для выставки два разных набора оптических свойств одновременно. Фото: Джон Зич/Притцкеровская школа молекулярной инженерии Калифорнийского университета в Чикаго </p>
<p>В этом году по всему миру уже наблюдались огромные волны тепла: в городах Мексики, Индии, Пакистана и Омана температура достигла 50 градусов по Цельсию (122 градуса по Фаренгейту) или даже выше этой отметки. </p>
<p>По мере роста глобальной температуры и роста численности городского населения города мира превратились в «городские острова тепла», где тесные условия и тепловое излучение, исходящее от тротуаров и небоскребов, улавливают и усиливают эти температуры. По прогнозам, к 2050 году 68% всех людей будут жить в городах, и это становится все более смертельной проблемой.</p>
<p>В статье, опубликованной в журнале <i>Science</i>Исследователи из Школы молекулярной инженерии имени Притцкера (PME) при Чикагском университете подробно описывают новую носимую ткань, которая может помочь городским жителям пережить самые тяжелые последствия сильной жары, вызванной глобальным изменением климата, и которая может применяться в одежде, строительстве и проектировании автомобилей, а также для хранения продуктов питания.</p>
<p>В ходе испытаний под солнцем Аризоны материал сохранял температуру на 2,3 градуса Цельсия (4,1 градуса Фаренгейта) ниже, чем ткань с широкополосным излучателем, используемая для выносливости на открытом воздухе, и на 8,9 градуса Цельсия (16 градусов Фаренгейта) ниже, чем коммерчески доступный шелк, который обычно используется для рубашек, платьев и другой летней одежды.</p>
<p>Это, как надеется команда, поможет многим избежать госпитализаций и смертей, связанных с жарой, которые наблюдались в населенных пунктах мира только в этом году.</p>
<p>«Нам необходимо сократить выбросы углекислого газа и сделать наши города углеродоотрицательными или углеродно-нейтральными. «Ассистент ПМЕ. Сказал профессор По-Чун Сюй. «Но тем временем люди ощущают воздействие этих высоких температур».</p>
<p><img decoding=

Притцкеровская школа молекулярной инженерии Калифорнийского университета, доктор философии. кандидат Чэньси Суй (слева) и зам. Профессор По-Чун Сюй демонстрирует образец нового охлаждающего текстиля, который отражает как прямой солнечный свет, так и тепловое излучение от тротуаров и зданий на городских островах тепла. Их результаты опубликованы в журнале Science., покажите, что этот материал сохраняет температуру на 2,3 градуса Цельсия (4,1 градуса по Фаренгейту) ниже, чем ткань для занятий спортом на открытом воздухе, и на 8,9 градуса Цельсия (16 градусов по Фаренгейту) холоднее, чем коммерческий шелк. Фото: Джон Зич/Притцкеровская школа молекулярной инженерии Калифорнийского университета в Чикаго.

«Необходимо учитывать окружающую среду»

Существующая охлаждающая ткань для занятий спортом на открытом воздухе работает, отражая солнечный свет в рассеянный рисунок, поэтому он не ослепляет зрителей. Но на городском острове тепла солнце является лишь одним источником тепла. Пока солнце припекает сверху, тепловое излучение, исходящее от зданий и тротуаров, обжигает горожан обжигающим жаром по бокам и снизу.

Это означает, что многие материалы, которые хорошо себя показали в лабораторных испытаниях, не помогут горожанам Аризоны, Невады, Калифорнии, Юго-Восточной Азии и Китая, когда в ближайшие несколько недель на них обрушатся сильные волны тепла.

«Люди обычно сосредотачиваются на характеристиках или дизайне материала охлаждающего текстиля», — сказал соавтор Ронхуэй Ву, постдокторант из PME. «Чтобы создать текстиль, который можно применить в реальной жизни, необходимо учитывать окружающую среду».

Один простой пример рассмотрения окружающей среды: люди стоят. Они носят материалы, предназначенные для отражения прямого солнечного света, но только их шляпы, наплечники и верх обуви — около 3% их одежды — обращены к этому прямому свету. Остальные 97% их одежды нагреваются тепловым излучением, поступающим на них с боков и снизу, с которым ткань широкополосного излучателя не борется.

Солнце и тротуар пекут разной температурой. Создание одного материала, способного защитить носителей от обоих, стало для команды серьезной инженерной задачей.

«Солнечное излучение — это видимый свет, тепловое излучение — инфракрасное, поэтому они имеют разные длины волн. Это означает, что вам нужен материал, обладающий двумя оптическими свойствами одновременно. Это очень сложно сделать», — сказал соавтор. Чэньси Суй, доктор философии. кандидат в ПМЕ. «Вам нужно экспериментировать с материаловедением, чтобы спроектировать и настроить материал так, чтобы он давал разные резонансы на разных длинах волн».

Новая ткань создает городское тепло острова более терпимы

Чэньси Суй и Ронхуэй Ву из Чикагской Притцкеровской школы молекулярной инженерии, соавторы новой статьи в журнале Science, тестируют свою новую систему радиационного охлаждения в Apache Джанкшен, штат Аризона, в 2023 году. Команда также протестировала материал на городских островах тепла в Чикаго, штат Иллинойс. Фото: Чэньси Суй/Притцкеровская школа молекулярной инженерии Чикагского университета

Цена комфорта

Слишком частое охлаждение дома означает потепление планеты, а углеродное воздействие систем кондиционирования и охлаждения способствует изменению климата.

«На самом деле наша цивилизация использует от 10 до 15% всей энергии только для производства мы чувствуем себя комфортно, куда бы мы ни пошли», — сказал Сюй.

Однако риск от жары распределяется неравномерно. В США и Японии более 90 % домохозяйств имеют кондиционеры, а в Индии и некоторых частях Африки эта цифра падает до 5 %.

Новый текстильный материал, разработанный командой PME, получивший предварительный патент, может помочь создать пассивную систему охлаждения, которая может дополнить и снизить потребность в энерго- и дорогостоящих системах.

Приложения выходят далеко за рамки одежды.

Более толстую версию ткани, защищенную невидимым слоем полиэтилена, можно использовать на стенах зданий или автомобилей, что снижает внутреннюю температуру, а также снижает стоимость и выбросы углекислого газа при кондиционировании воздуха. Аналогичным образом, этот материал можно использовать для транспортировки и хранения молока и других продуктов, которые в противном случае испортились бы на жаре, что снизит воздействие охлаждения.

«Вы можете сэкономить много затрат на охлаждение, электроэнергию и электроэнергию, потому что это пассивный процесс», — сказал Суй.

Дополнительная информация: Ronghui Wu и др., Спектрально спроектированный текстиль для радиационного охлаждения против городских островов тепла, Наука (2024). DOI: 10.1126/science.adl0653

Информация журнала: Наука. Предоставлено Чикагским университетом.

Новости сегодня

Последние новости