Loại vải tím 'đi nắng mà mát', mát hơn cotton trắng tới 4,2°C

Loại vải màu tím vừa được nhóm nghiên cứu sáng chế có thể làm mát hơn nhiều lần so với cotton - Ảnh: PERTHNOW

Mặc quần áo màu tối dưới trời nắng thường khiến người ta nóng hơn, tuy nhiên nhóm nghiên cứu của Đại học Trịnh Châu (Trung Quốc), Đại học Adelaide (Úc) cùng các cộng sự vừa tạo ra một loại vải màu tím cho kết quả gần như ngược lại.

Công trình được công bố trên tạp chí Small, tập trung vào một bài toán lâu nay của vật liệu làm mát thụ động, làm sao giữ được màu sắc mà vẫn phản xạ phần lớn năng lượng Mặt trời.

Phần lớn vải làm mát hiện nay có màu trắng hoặc rất nhạt vì những màu này phản xạ ánh sáng tốt. Với màu tối, vật liệu phải hấp thụ nhiều ánh sáng nhìn thấy hơn để tạo màu, kéo theo nguy cơ giữ lại nhiều nhiệt.

Nhóm nghiên cứu chọn màu tím, một trường hợp đặc biệt khó. Để mắt người nhìn thấy màu này, vật liệu phải hấp thụ ánh sáng ở một số vùng bước sóng, trong đó có những vùng mang nhiều năng lượng từ Mặt trời.

Giải pháp được đưa ra là tạo mạng lưới sợi cực nhỏ bằng kỹ thuật kéo sợi điện. Bên trong các sợi polyurethane nhiệt dẻo, nhóm tích hợp một loại khung kim loại - hữu cơ có màu tím cùng các hạt nano oxit kẽm.

Khung kim loại - hữu cơ vừa tạo màu, vừa giúp vật liệu phát nhiệt dưới dạng bức xạ hồng ngoại. Trong khi đó, các hạt oxit kẽm kết hợp với cấu trúc sợi siêu nhỏ làm tăng khả năng tán xạ ánh sáng chiếu tới.

Nhờ cách kết hợp này, tấm vải dù mang màu tím vẫn phản xạ trung bình khoảng 87,6% bức xạ Mặt trời. Đồng thời, độ phát xạ ở vùng hồng ngoại trung đạt khoảng 96,4%.

Hiểu đơn giản, vật liệu vừa hạn chế lượng nhiệt từ Mặt trời đi vào, vừa giúp nhiệt từ cơ thể thoát ra môi trường dưới dạng bức xạ hồng ngoại. Quá trình diễn ra thụ động, không cần điện, quạt hay hệ thống làm lạnh.

Trong thử nghiệm ngoài trời dưới ánh nắng trực tiếp, nhiệt độ của vải tím mới thấp hơn 4,2°C so với cotton trắng thương mại và thấp hơn tới 6,2°C so với cotton tím nhuộm thông thường.

Nhóm nghiên cứu còn đặt các mẫu vải lên một bề mặt mô phỏng da người. Kết quả cho thấy vào một số thời điểm trong ngày, vùng được phủ bằng vật liệu mới có thể mát hơn bề mặt không che phủ tới 8°C. 

Cotton trắng trong cùng thử nghiệm giúp giảm tối đa khoảng 4,6°C, còn cotton tím thông thường khoảng 2,8°C.