Wuchanský institut virologie Kredit: Ureem2805, Wikipedia, CC BY-SA 4.0

Naše tělo si za normálních podmínek udržuje konstantní teplotu 35,8 - 37°C. Pro svlečeného člověka v klidových podmínkách je ideální teplota vzduchu 28°C. Jakmile ale začneme pracovat, nebo sportovat, zvláště při extrémních podmínkách, teplota nám stoupá a tělo musí zapnout termoregulaci. Orgánem s funkcí termostatu je hypotalamus. Signály dostává od receptorů v kůži. Pro teplo jich máme asi třicet tisíc a pro chlad  osmkrát víc. K vlastní regulaci pak dochází prostřednictvím reflexů. Je to důležitý mechanismus, neboť na teplotě těla závisí všechny biochemické pochody a pochopitelně i naše výkonnost a také jak komfortně se cítíme.

HUST (Huazhong University of Science and Technology), Wuhan. Kredit: HUST.

Tým vědců z laboratoře optoelektroniky (HUST), spolu s kolegy z dalších sedmi čínských institucí vyrobil tkaninu z mikrovláken, která nositele ochlazuje. Výsledky výzkumu a testů přináší nejnovější číslo časopisu Science. Tkanina se vyznačuje vynikající mechanickou pevností, vodě odolností a přitom je prodyšná, což z ní činí ideální materiál pro komerční oděvnictví. Tkanina má vysokou emisivitu (94,5 %) a odrazivost ve slunečním spektru 92,4 %. Přeloženo do lidštiny: Když z ní ušili vesty, přičemž jedna strana byla z bavlny, druhá z vyvinutého materiálu, tak dobrovolníci chodící na slunci měli pokožku na straně nového materiálu téměř o 5 stupňů Celsia chladnější.

Schéma výroby tkaniny schopné chladit vyzařováním tepla v oblastech infračerveného a blízkého infračerveného spektra. Kredit: Shaoning Zeng et al., 2021.

Čím, že vědci takové pohody docílili?

Navázali na dřívější poznatky jiné party Číňanů s transparentními polyetylénovými (nanoPE) vlákny a ještě je vylepšili. U novinky jde o tři efekty, které „chladí“. Jednak způsob tkaní, který dělá látku vysoce prodyšnou. Vlákna jsou navíc vylepšena o nanočástice oxidu titaničitého (běloby), která zvyšuje odrazivost. Třetím do mariáše je přidání kyseliny polymléčné do polymerních vláken, aby jak vědci píší, materiál emitoval MIR. V podstatě jde o využití efektu objeveného sirem Williamem Herschelem, který už před dvěma sty lety prokázal existenci neviditelného záření ve spektru s nižší energií než červené světlo. Dnes tomu říkáme elektromagnetické záření s vlnovými délkami delšími než viditelné světlo, nebo lidově také infračervené světlo. Naše tělo v těchto vlnových délkách  intenzivně vyzařuje a takto vyprodukované teplo nám z velké části pod oděvem zůstává. Klasické tkaniny totiž tepelné infračervené záření do prostředí převádějí jen minimálně.

Literatura

Shaoning Zeng et al, Hierarchical-morphology metafabric for scalable passive daytime radiative cooling, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abi5484

Po-Chun Hsu, et al.: A dual-mode textile for human body radiative heating and cooling. Sci Adv . 2017 Nov 10;3(11):e1700895.PMCID: PMC5688747. DOI: 10.1126/sciadv.1700895