Si bien es fácil diseñar ropa que te mantenga abrigado, es mucho más difícil crear un atuendo que pueda mantenerte fresco en un día caluroso de verano. Ahora, los investigadores han diseñado una tela que parece una camiseta de todos los días, pero que puede enfriar el cuerpo en casi 5 ° C. Dicen que la tecnología, si se produce en masa, podría ayudar a las personas de todo el mundo a protegerse contra el aumento de las temperaturas causado por el cambio climático .
Para confeccionar ropa que le recuerde al sol, los diseñadores de moda suelen utilizar telas de colores claros, que reflejan la luz visible. Pero otro método refleja la radiación electromagnética del Sol, incluida la radiación ultravioleta (UV) y la del infrarrojo cercano (NIR). NIR calienta los objetos que lo absorben y los enfría lentamente a medida que lo emiten. Ese proceso de enfriamiento, sin embargo, se ve obstaculizado por nuestra atmósfera: después de ser emitido por un objeto, el NIR a menudo es absorbido por moléculas de agua cercanas, calentando el aire circundante.
Para acelerar el proceso de enfriamiento, los investigadores están recurriendo a la radiación infrarroja media (MIR), un tipo de IR con longitudes de onda más largas. En lugar de ser absorbida por moléculas en el aire circundante, la energía MIR va directamente al espacio, enfriando tanto los objetos como su entorno. Esta técnica se conoce como enfriamiento radiativo y los ingenieros la han utilizado durante la última década para diseñar techos , películas plásticas , madera y pinturas ultrablancas .
La piel humana, a diferencia de muchas de las prendas que usamos, emite MIR de forma natural. En 2017, investigadores de la Universidad de Stanford diseñado un tejido que permite MIR desde el pase cuerpo humano directamente a través de él, el enfriamiento de la usuaria en alrededor de 3 ° C . Pero para que funcionara, la tela tenía que ser muy fina: sólo 45 micrómetros, o aproximadamente un tercio del grosor de una camisa de vestir de lino ligera. Eso llevó a algunos investigadores a cuestionar su durabilidad.
Para diseñar una tela más gruesa, los ingenieros Ma Yaoguang de la Universidad de Zhejiang y Tao Guangming de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong adoptaron un enfoque diferente. En lugar de dejar que el MIR de la piel pase directamente a través de su tejido, ellos y sus colegas diseñaron un tejido que utilizaba enlaces químicos para absorber el calor corporal y volver a emitir su energía al espacio como MIR. La tela de 550 micrómetros, hecha de una mezcla de ácido poliláctico y fibra sintética con nanopartículas de dióxido de titanio esparcidas por todas partes, también refleja la luz UV, visible y NIR, lo que enfría aún más al usuario. Aunque parece una camisa normal, “ópticamente, es un espejo”, dice Tao.
Para probar su creación, los investigadores armaron un chaleco ajustado, con una mitad hecha de su tela y la otra hecha de algodón blanco de aproximadamente el mismo grosor. Un estudiante de posgrado se puso el chaleco y se sentó en una silla de jardín a la luz solar directa durante 1 hora. Cuando los investigadores midieron la temperatura de su piel, el lado debajo de la nueva tela estaba casi 5 ° C más frío que el lado debajo del algodón, informaron hoy en Science . Para una cámara de infrarrojos, el contraste era claramente visible y Tao dice que el estudiante podía sentir la diferencia de temperatura.
“Todo esto es interesante”, dice Yi Cui, el científico de materiales de Stanford que dirigió el trabajo anterior y cuyo laboratorio ha continuado trabajando en telas transparentes de infrarrojos medios. Pero agrega que, debido a que la tecnología de emisión de MIR se ha utilizado hasta ahora en superficies estacionarias que miran constantemente al cielo, los autores del nuevo trabajo también deberían medir qué tan bien se enfría su tela cuando las personas están de pie o caminando. También se pregunta si la tela funciona tan bien cuando está holgada, ya que el elemento de enfriamiento depende de su estrecho contacto con la piel.
Evelyn Wang, ingeniera mecánica del Instituto de Tecnología de Massachusetts, comparte algunas de las preocupaciones de Cui. Pero agrega que el trabajo habla de un rápido progreso en el área del enfriamiento radiativo. “Este tipo de enfoque tiene ventajas porque puede permitir el uso de una gama más amplia de materiales y sentirse mucho más como algodón, que es importante para el usuario”.
Ma y Tao ahora se están acercando a los fabricantes de textiles y empresas de ropa para tratar de poner sus telas en los estantes. Dicen que la tela con infusión de nanomateriales debería agregar solo alrededor del 10% a los costos típicos de fabricación de ropa. “Podemos hacerlo con producción en masa, lo que significa que todos pueden obtener una camiseta … y el costo es básicamente el mismo que el de sus productos anteriores”, dice Ma. “Puede beneficiar a todos”.
Fuente:
New ‘mirror’ fabric can cool wearers by nearly 5°C. (2021, 8 julio). Recuperado 9 de julio de 2021, de https://www.sciencemag.org/news/2021/07/new-mirror-fabric-can-cool-wearers-nearly-5-c