عندما تضرب موجة حارة مدينة ما، فإن الأرصفة والطرق والمباني تجعل الهواء أكثر سخونة في نهاية المطاف. وبفضل تأثير هذه «الجزيرة الحرارية الحضرية»، تمتص كل تلك البنية التحتية حرارة الشمس ثم تعيد إطلاقها، ما يؤدي بدوره إلى ارتفاع درجات الحرارة بشكل أكبر.
والحصول على البرودة يعني حماية نفسك لا من إشعاع الشمس فحسب، ولكن أيضاً من جميع الإشعاعات المرتدة عن الرصيف والخرسانة.
نسيح بلاستيكي فضي
يقوم نسيج جديد - مصنوع من أسلاك بلاستيكية وفضية - بذلك بالضبط، ويمكنه إبقاء مرتديه أكثر برودة بمقدار 16 درجة من الأقمشة الأخرى.
يمكن لهذا النسيج الجديد أن يوفر القليل من الراحة على الأقل. ويستخدم عملية تسمى التبريد الإشعاعي، التي تصف كيفية تبريد الأجسام عن طريق إشعاع الطاقة الحرارية إلى محيطها المجاور.
إن منسوجات التبريد الإشعاعي موجودة بالفعل، ولكن معظمها يعكس حرارة الشمس فقط. يقول بو تشون هسو، أستاذ الهندسة الجزيئية في جامعة شيكاغو، الذي نشر فريقه مؤخراً ورقة بحثية عن المادة الجديدة في مجلة «ساينس» Science: «يؤدي هذا (التبريد الإشعاعي) عمله بشكل جيد للغاية إذا كنت في مجال مفتوح». ولكن ليس في المدينة؛ إذ إن ما لا تفعله تلك الأقمشة الأخرى هو عكس الحرارة المحيطة القادمة من الشارع بالأسفل أو من مبنى مجاور. وبما أن الحرارة القادمة مباشرة من أشعة الشمس والحرارة المنبعثة من الشارع المشمس ليستا نفس الشيء؛ إذ إن لديهما أطوالاً موجية مختلفة. وهذا يعني أن المادة يجب أن تمتلك «خاصيتين بصريتين» مختلفتين لتعكس كليهما.
أسلاك وأغلفة وطبقات
وللقيام بذلك، قام الباحثون بإنشاء نسيج من ثلاث طبقات. الطبقة العليا مصنوعة من بولي ميثيل بنتين أو PMP، وهو نوع من البلاستيك شائع الاستخدام للتغليف، وكان على الباحثين أن يتوصلوا إلى كيفية تحويله إلى ألياف. والثاني عبارة عن ورقة من الأسلاك الفضية النانوية، والتي تعمل مرآةً لتعكس الأشعة تحت الحمراء.
وتعمل هذه العناصر معاً على حجب كل من الإشعاع الشمسي والإشعاع المحيط المنعكس عن الأسطح. أما الطبقة الثالثة فيمكن أن تكون من أي نسيج تقليدي، مثل الصوف أو القطن. على الرغم من وجود طبقات متعددة، إلا أن السُّمك الرئيسي للنسيج يأتي من القماش التقليدي؛ الطبقة العليا نحو 1/100 من شعرة الإنسان.
اختبارات مشجعة
في الاختبارات الخارجية التي أجريت في ولاية أريزونا، بقي النسيج أبرد بمقدار 4.1 درجة فهرنهايت (2.3 درجة مئوية) من الأقمشة الأخرى المسماة «الباعثة عريضة النطاق» المستخدمة في الرياضات الخارجية، و16 فهرنهايت (8.9 درجة مئوية) أكثر برودة من الحرير العادي، وهو نسيج قابل للتنفس يستخدم غالباً للفساتين والقمصان.
إلى جانب الملابس، كما يقول الباحثون، فإن هذا النسيج المبرد يمكن استخدامه لوضعه في المباني، أو السيارات، أو حتى لتخزين المواد الغذائية وشحنها من أجل تقليل الحاجة إلى التبريد.
وإضافة إلى ذلك، يتعاون فريق هسو مع فرق أخرى لمعرفة كيف يمكن أن يكون للنسيج فائدة صحية للناس الذين يعيشون في ظروف الحرارة الشديدة.
ويعرف الباحثون أن نسيجهم يمكن أن يبرد درجات حرارة الجلد، ولكن «كيف يترجم ذلك إلى فوائد صحية عامة فعلية؟». يقول هسو: «سيكون ذلك عملاً مهماً للانتقال إلى الخطوة التالية».
مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».
رابط الدراسة العلمية:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0653
