Ito ay nangangailangan ng maraming enerhiya upang ayusin ang temperatura sa isang komportableng hanay. Samakatuwid, ang napakaraming gawaing pananaliksik ay kasalukuyang nakatuon sa pagbuo ng passive na personal na thermal management na mga teknolohiya na maaaring magpababa ng temperatura ng katawan nang walang anumang paggasta sa enerhiya. Bagama't ang iba't ibang paraan ng disenyo para sa paglamig ng mga tela ay iminungkahi ng mga naunang mananaliksik, ang tela na nakabatay sa daytime radiation cooling sa ibaba ng temperatura ng kapaligiran ay hindi pa nakakamit. Ang isang bagong pag-aaral ay nagpapakita na ang mga optical na katangian ng sutla ay dahil sa kanyang layered microstructure, na nagbibigay ng isang promising direksyon para sa mga mananaliksik upang galugarin ang daytime radiation cooling.

Kamakailan, sinaliksik ng isang research team mula sa Nanjing University at Stanford University ang nanoprocessing ng silk sa pamamagitan ng molecular bonding design at extensible coupling agent assisted immersion coating method, at pinatunayan na ang silk nanoprocessing ay makakamit ang subenvironmental daytime radiation cooling. Ang kaugnay na pananaliksik ay nai-publish sa Nature Nanotechnology na pinamagatang "Subambient Daytime Radiative Cooling textile Based on Nanoprocessed Silk".

Disenyo ng nano-silk

Ginamot ng mga mananaliksik ang sutla gamit ang isang stretchable coupling agent na tinulungan ng dip coating, at napanatili ng sutla ang orihinal nitong wearability. Bilang karagdagan, upang mapagbuti ang pagmuni-muni sa ULTRAVIOLET band, ang mga inorganic oxide nanoparticle na may mataas na refractive index ay pinagsama sa sutla sa pamamagitan ng molecular bonding strategy gamit ang coupling agent. Kasabay nito, ang reflectance ng visibon-near-infrared band ay napabuti din, at ang kabuuang reflectance ng sutla sa buong solar spectrum ay maaaring umabot ng halos 95%.

Disenyo ng daytime radiation cooling para sa nano silk

Paghahanda at paglalarawan

Ang teorya ng scattering ng Mie ay ginamit upang kalkulahin ang kahusayan ng scattering ng mga particle ng Al2O3 sa spectrum ng UV bilang isang function ng laki ng particle, at ang mga nanoparticle ng Al2O3 na may sukat na humigit-kumulang 300 nm ay tinutukoy na gagamitin para sa mga susunod na eksperimento. Napili ang Tetrabutyl titanate bilang coupling agent at ang mga particle ng Al2O3 ay nakakabit sa sutla. Napag-alaman na ang tetrabutyl titanate ay maaaring bumuo ng hydrogen bond sa hydroxyl group sa ibabaw ng Al2O3 at bawasan ang pagtitipon ng mga particle ng Al2O3. Bilang karagdagan, ang tetrabutyl titanate ay maaaring bumuo ng malakas na covalent bond na may mga amino acid sa sutla. Samakatuwid, ang malakas na pagdirikit sa pagitan ng mga particle ng Al2O3 at sutla ay nabuo sa pamamagitan ng diskarte sa disenyo ng molecular bond na ito.

Paghahanda at paglalarawan ng nano-silk

Ang pagsubok sa pagganap

Sinubukan ng mga mananaliksik ang natural at nanosilk na sutla sa ilalim ng patuloy na paglamig ng radiation sa loob ng 22 oras. Natuklasan ng pag-aaral na dahil sa paglabas ng init, ang temperatura ng natural na sutla ay mas mababa kaysa sa temperatura ng kapaligiran sa gabi, ngunit sa araw (9:00 ~ 17:00) ang temperatura nito ay karaniwang mas mataas kaysa sa temperatura ng kapaligiran. Sa kaibahan, ang temperatura ng nanosilk ay patuloy na mas mababa kaysa sa nakapaligid na temperatura kapwa sa araw at sa gabi, at ang average na temperatura ng nanosilk ay halos 3.5 °C na mas mababa kaysa sa nakapaligid na temperatura ng hangin sa 15:00 kapag ang solar irradiance. lumampas sa 800 W·m-2.

Pagsubok sa pagganap ng paglamig ng radiation ng natural na sutla at nano na sutla

Sinubukan din ng mga mananaliksik ang mga katangian ng paglamig ng sutla na sumasaklaw sa simulate na balat sa sikat ng araw. Ang kunwa na balat ay binubuo ng silicone rubber insulated flexible heater. Ang mga resulta ay nagpakita na kapag ang simulate na balat ay natatakpan ng nano-silk, ang temperatura ng balat ay humigit-kumulang 8 ℃ at 12.5 ℃ na mas mababa kaysa sa simulate na balat na natatakpan ng natural na sutla o cotton, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga resulta sa itaas ay nagpapakita na ang nanosilk ay may mahusay na mga katangian ng paglamig dahil sa kumbinasyon ng pinahusay na pagmuni-muni ng solar at ang likas na mga katangian ng thermal radiation, na nagpapaliit sa input ng init, at ang mga katangiang ito ay hindi apektado ng nanotreatment.

Sinubukan din ng mga mananaliksik kung gaano komportable ang pagsusuot ng seda. Ang mga resulta ay nagpakita na ang water vapor permeability ng nano-silk ay katulad ng natural na sutla at Tyvek, ngunit bahagyang mas mataas kaysa sa cotton. Sa ilalim ng takip ng Al2O3 nanoparticle, ang core suction distance ng sutla ay 10 mm pa rin, maihahambing sa natural na sutla; Ang kakayahang hugasan ng tela ng sutla ay nasubok sa pamamagitan ng paglalaba at pagpapatuyo sa araw.

Thermal at wearability test ng nano silk