Haroratni qulay diapazonga moslashtirish uchun juda ko'p energiya talab etiladi. Shuning uchun, hozirda energiya sarfisiz tana haroratini pasaytirishi mumkin bo'lgan passiv shaxsiy issiqlikni boshqarish texnologiyalarini ishlab chiqishga katta miqdordagi tadqiqot ishlari bag'ishlangan. Avvalgi tadqiqotchilar tomonidan to'qimachilik mahsulotlarini sovutish uchun turli xil dizayn usullari taklif qilingan bo'lsa-da, atrof-muhit haroratidan pastroq bo'lgan to'qimachilik asosidagi kunduzgi radiatsiyaviy sovutishga erishilmagan. Yangi tadqiqot shuni ko'rsatadiki, ipakning optik xususiyatlari uning qatlamli mikrotuzilmasi bilan bog'liq bo'lib, bu tadqiqotchilar uchun kunduzgi radiatsiyaviy sovutishni o'rganish uchun istiqbolli yo'nalishni taqdim etadi.

Yaqinda Nanjing universiteti va Stenford universiteti tadqiqot guruhi ipakni molekulyar bog'lanish dizayni va kengaytiriladigan biriktiruvchi agent yordamida qoplash usuli orqali nanoqayta ishlashni o'rganib chiqdi va ipakni nanoqayta ishlash subekologik kunduzgi radiatsiyaviy sovutishga erishishi mumkinligini isbotladi. Tegishli tadqiqotlar Nature Nanotechnology jurnalida "Nanoqayta ishlangan ipakka asoslangan subambient kunduzgi radiatsion sovutish to'qimasi" nomli maqola chop etildi.

Nano-ipak dizayni

Tadqiqotchilar ipakni cho'ziluvchan biriktiruvchi agent yordamida botirish qoplamasi bilan ishlov berishdi va ipak asl kiyinish qobiliyatini saqlab qoldi. Bundan tashqari, ULTRAVIOLET diapazonidagi aks ettirishni yaxshilash uchun yuqori sinish indeksiga ega noorganik oksid nanopartikullari biriktiruvchi agent yordamida molekulyar bog'lanish strategiyasi orqali ipakka bog'landi. Shu bilan birga, vizibon-infraqizil diapazonning aks ettirishi ham yaxshilandi va ipakning butun quyosh spektrida umumiy aks ettirishi taxminan 95% ga yetishi mumkin.

Nano ipak uchun kunduzgi radiatsiya sovutish dizayni

Tayyorlash va tavsiflash

Mie sochilish nazariyasi UB spektridagi Al2O3 zarrachalarining sochilish samaradorligini zarrachalar hajmiga bog'liq holda hisoblash uchun ishlatilgan va taxminan 300 nm o'lchamdagi Al2O3 nanopartikullari keyingi tajribalar uchun ishlatilishi aniqlangan. Tetrabutil titanat bog'lovchi vosita sifatida tanlangan va Al2O3 zarralari ipakka biriktirilgan. Tetrabutil titanat Al2O3 yuzasida gidroksil guruhi bilan vodorod bog'lanishini hosil qilishi va Al2O3 zarrachalarining aglomeratsiyasini kamaytirishi aniqlangan. Bundan tashqari, tetrabutil titanat ipakda aminokislotalar bilan kuchli kovalent bog'lanishlar hosil qilishi mumkin. Shuning uchun, ushbu molekulyar bog'lanishni loyihalash strategiyasi orqali Al2O3 zarrachalari va ipak o'rtasida kuchli yopishish hosil bo'ladi.

Nano-ipakni tayyorlash va tavsiflash

Ishlash testi

Tadqiqotchilar tabiiy va nanoipak ipakni 22 soat davomida uzluksiz radiatsiya sovutish ostida sinovdan o'tkazdilar. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, issiqlik chiqishi tufayli tabiiy ipakning harorati kechasi atrof-muhit haroratidan pastroq, lekin kunduzi (9:00 ~ 17:00) uning harorati odatda atrof-muhit haroratidan yuqori bo'ladi. Aksincha, nanoipakning harorati kunduzi ham, kechasi ham atrof-muhit haroratidan doimiy ravishda pastroq bo'lgan va quyosh nurlanishi 800 Vt·m-2 dan oshganida soat 15:00 da nanoipakning o'rtacha harorati atrof-muhit havosi haroratidan taxminan 3.5 °C pastroq bo'lgan.

Tabiiy ipak va nano ipakning radiatsiya sovutish samaradorligini sinovdan o'tkazish

Tadqiqotchilar shuningdek, ipak qoplamali simulyatsiya qilingan terining quyosh nurida sovutish xususiyatlarini sinab ko'rishdi. Simulyatsiya qilingan teri silikon kauchuk izolyatsiyalangan egiluvchan isitgichdan iborat. Natijalar shuni ko'rsatdiki, simulyatsiya qilingan teri nano-ipak bilan qoplanganda, teri harorati tabiiy ipak yoki paxta bilan qoplangan simulyatsiya qilingan teriga nisbatan mos ravishda taxminan 8 ℃ va 12.5 ℃ pastroq edi. Yuqoridagi natijalar shuni ko'rsatadiki, nano-ipak o'zining quyosh nurlanishini kuchaytirishi va issiqlik kirishini minimallashtiradigan o'ziga xos issiqlik nurlanish xususiyatlarining kombinatsiyasi tufayli ajoyib sovutish xususiyatlariga ega va bu xususiyatlarga nano ishlov berish ta'sir qilmaydi.

Tadqiqotchilar shuningdek, ipakning kiyish uchun qanchalik qulayligini sinab ko'rishdi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, nano-ipakning suv bug'i o'tkazuvchanligi tabiiy ipak va Tyveknikiga o'xshash, ammo paxtanikidan biroz yuqoriroq. Al2O3 nanopartikullari qoplami ostida ipakning yadro so'rish masofasi hali ham 10 mm, bu tabiiy ipak bilan taqqoslanadi; Ipak matoning yuvilishi yuvish va quyoshda quritish orqali sinovdan o'tkazildi.

Nano ipakning issiqlik va aşınmaya bardoshlilik sinovi