夏天如約而至，城市的每個角落都仿佛置身于一個巨大的火爐之中，遭受著高溫天氣的烘烤，酷熱現(xiàn)象變得越來越嚴(yán)重，給人們的生活帶來了極大的挑戰(zhàn)。
在這樣炎熱的季節(jié)里，有人通過電扇和空調(diào)抵御高溫的天氣，有人選擇逃離悶熱的都市，前往郊區(qū)尋找一絲清涼。那么，為何郊區(qū)會比城市更為涼爽呢？
說到城市和郊區(qū)的溫差，就不得不談一談“熱島效應(yīng)”。
熱島效應(yīng)是指一個地區(qū)的氣溫高于周圍地區(qū)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在氣象圖上形成類似孤島的高溫區(qū)域，因此得名“熱島”。熱島效應(yīng)通常出現(xiàn)在城市中，因此也被稱為城市熱島效應(yīng)。
熱島效應(yīng)。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
城市中的居民如何有效應(yīng)對熱島效應(yīng)，提高生活的舒適度
2024 年 6 月 14 日，科學(xué)家在《科學(xué)》（Science）雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于新型輻射冷卻織物的文章，有望提高人們在高溫天氣下的身體舒適度，降低城市熱島效應(yīng)對人體的影響。
研究成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志 （圖片來源：《科學(xué)》雜志）
這種輻射冷卻織物是如何做到降溫的
研究者制備的中紅外光譜選擇性分層紡織品（SSHF）由三層組成，分別是聚甲基戊烯（PMP）納米-微米混合纖維層、銀納米線（AgNWs）層和羊毛織物層。
其中，表面的聚甲基戊烯（PMP）納米-微米混合纖維層具有較寬的尺寸分布和特有的化學(xué)鍵，可以實現(xiàn)大氣透射窗（ATW）光譜范圍內(nèi)高的吸收率。大氣透射窗（ATM）是指太陽輻射光通過大氣層時透射能力很強的波段范圍，該部分光可以直達(dá)地表，對地表溫度的升高有著很大的作用。
中間的銀納米線層在整個中紅外區(qū)域具有高反射率，可以有效防止城市基礎(chǔ)設(shè)施的紅外線傳遞到人體，降低城市基礎(chǔ)設(shè)施的熱輻射對人體的影響。
底部的羊毛織物則可以通過紡織品和皮膚之間的空氣間隙吸收人體皮膚的熱輻射，并通過銀納米線層進(jìn)一步將熱量傳導(dǎo)到頂部的 PMP 織物，從而實現(xiàn)熱量從人體表面?zhèn)鬟f到大氣中達(dá)到冷卻的效果。
中紅外光譜選擇性分層紡織品的結(jié)構(gòu)和可穿戴性能 a.紡織品的結(jié)構(gòu)；b.紡織品在室外環(huán)境中的輻射換熱示意圖；c.不同材料的中紅外發(fā)射率；d.羊毛織物對人體熱輻射吸收的影響；e-i.可穿戴性研究結(jié)果（圖片來源：參考文獻(xiàn)1）
實驗結(jié)果表明，該研究制備的中紅外光譜選擇性分層紡織品（SSHF）在 1010 W/m? 的峰值太陽強度下，可以將溫度顯著降低約 6.2℃，這歸因于該紡織品能夠有效地將熱量釋放到外界，同時選擇性地阻擋來自地面的熱輻射。
在模擬城市環(huán)境的實驗中，中紅外光譜選擇性分層紡織品（SSHF）在白天和夜間分別比傳統(tǒng)設(shè)計的輻射冷卻品低 2.3°C 和 0.2°C 。
該冷卻紡織品的多孔結(jié)構(gòu)還可以提供良好的透氣性，促進(jìn)了人體汗液的自然擴(kuò)散，避免了悶熱給人體帶來的不適。
此外，該冷卻紡織品表現(xiàn)出較強的疏水性和較強的機械性能，在保證自身清潔的同時還能達(dá)到高耐用性，符合可穿戴性衣物的要求。
可穿戴的輻射冷卻品為應(yīng)對城市熱島效應(yīng)提供了一種創(chuàng)新且有效的個人降溫方案，不僅有助于減少空調(diào)的使用降低能耗，還能預(yù)防與熱相關(guān)的健康問題。期待這種高科技產(chǎn)品的量產(chǎn)，為城市居民帶來舒適的體驗，為高溫作業(yè)人員帶來一份清涼。
參考文獻(xiàn)
[1]Ronghui Wu et al., Spectrally engineered textile for radiative cooling against urban heat islands[J].Science, 2024.
[2]Cui C et al., Hierarchical-porous coating coupled with textile for passive daytime radiative cooling and self-cleaning[J].Solar Energy Materials and Solar Cells, 2022.
[3]白楊,王曉云,姜海梅,等.城市熱島效應(yīng)研究進(jìn)展[J].氣象與環(huán)境學(xué)報, 2013.
[4]盧敬華,李國平.城市熱島效應(yīng)的分析[J].成都?xì)庀髮W(xué)院學(xué)報, 1991.
本文鏈接：http://m.zh1234.com/news4760.html科學(xué)家發(fā)明了一種新織物 穿上就能自動降溫
