Mặc dù việc thiết kế quần áo giữ ấm cho bạn rất dễ dàng, nhưng việc tìm ra một bộ trang phục có thể giữ cho bạn mát mẻ trong một ngày hè nóng nực sẽ khó hơn rất nhiều. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một loại vải trông giống như một chiếc áo phông hàng ngày, nhưng có thể giảm nhiệt độ tác động tới cơ thể lên đến 5 độ C. Họ nói rằng công nghệ này, nếu được sản xuất hàng loạt, có thể giúp mọi người trên khắp thế giới tự bảo vệ mình trước nhiệt độ tăng cao do biến đổi khí hậu gây ra.
Để tạo ra quần áo chống lại ánh nắng Mặt trời, các nhà thiết kế thường sử dụng vải sáng màu, phản chiếu ánh sáng nhìn thấy được. Nhưng một phương pháp khác có thể chống lại bức xạ điện từ của Mặt trời, bao gồm bức xạ cực tím (UV) và cận hồng ngoại (NIR). NIR làm ấm các vật thể hấp thụ nó và từ từ làm lạnh chúng khi chúng phát ra. Tuy nhiên, quá trình làm mát đó lại bị cản trở bởi bầu khí quyển của chúng ta: Sau khi được phát ra từ một vật thể, NIR thường bị hấp thụ bởi các phân tử nước gần đó, làm nóng không khí xung quanh.
Để tăng tốc quá trình làm mát, các nhà nghiên cứu đang chuyển sang bức xạ trung hồng ngoại (MIR), một loại tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn. Thay vì bị hấp thụ bởi các phân tử trong không khí xung quanh, năng lượng MIR đi trực tiếp vào không gian, làm mát cả vật thể và môi trường xung quanh chúng. Kỹ thuật này được gọi là làm mát bằng bức xạ và các kỹ sư đã sử dụng nó trong thập kỷ qua để thiết kế mái nhà, màng nhựa, gỗ và sơn siêu trắng.
Da người cũng tỏa ra bức xạ MIR một cách tự nhiên. Năm 2017, các nhà nghiên cứu từ đại học Stanford đã tạo ra một loại vải cho phép nhiệt năng MIR xuyên thấu giúp giảm nhiệt cho người mặc 3°C. Nhưng để hoạt động, loại vải này phải rất mỏng - chỉ 45 micromet -, chỉ dày khoảng một phần ba chiếc áo sơ mi được làm bằng vải lanh. Điều đó khiến một số nhà nghiên cứu đặt câu hỏi về độ bền của nó.
Để tạo ra một loại vải dày hơn, kỹ sư Ma Yaoguang từ Đại học Zhejiang và Tao Guangming từ Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong đã tiếp cận vấn đề theo cách khác. Thay vì cho phép MIR từ da người xuyên thấu vật liệu, họ và các đồng nghiệp đã tạo ra một loại vải sử dụng các liên kết hóa học để hấp thụ nhiệt từ cơ thể và giải phóng nhiệt năng này ra không gian bên ngoài dưới dạng bức xạ MIR.
Loại vải dày 550 micromet này được làm từ polylactic acid và sợi tổng hợp, cùng một lớp hạt titanium dioxide nano phủ khắp vật liệu. Vải có khả năng phản chiếu tia UV, ánh sáng hạ hồng ngoại. Kỹ sư Tao cho biết dù bề ngoài giống vải thông thường, xét về mặt quang học thì loại vải này đích thị là một tấm gương.
Để thử nghiệm, nhóm đã làm một áo vest bó, với một nửa được làm từ vật liệu mới này và một nửa là cotton với độ dày tương đương, yêu cầu người tham gia thử nghiệm mặc áo và ngồi dưới ánh nắng trực tiếp trong 1 giờ. Khi đo đạc nhiệt độ da, mặt dưới lớp áo luôn thấp hơn mặt trên 5°C. Với một chiếc camera hồng ngoại, kết quả cho thấy độ tương phản rõ rệt và Tao cho biết tình nguyện viên có thể cảm nhận được rõ chênh lệch nhiệt độ.
Yi Cui, nhà khoa học vật liệu Stanford, cho rằng các tác giả của công trình nghiên cứu cũng nên đo lường mức độ mát của vải khi mọi người đứng hoặc đi bộ. Ông cũng tự hỏi liệu vải có hoạt động tốt khi nó đượcđược may trên các bộ quần áo rộng không, vì trên lý thuyết vật liệu này hoạt động tối ưu khi tiếp xúc gần với da người.
Nhóm nghiên cứu đang liên hệ các nhà sản xuất vải may mặc và các hãng quần áo để đưa phát minh mới này vào thị trường. Họ cho rằng để kết hợp vật liệu này thì chi phí sản xuất chỉ tăng 10% so với mức trung bình. Nếu công nghệ này đi vào sản xuất đại trà, có thể giúp nhiều người trên thế giới bảo vệ cơ thể khỏi sự nóng lên do biến đổi khí hậu.
Theo Science Mag
