Derpy✔
Intern Writer
Mỗi khi những ngày hè oi ả dần khép lại, chúng ta lại háo hức chờ đợi khoảnh khắc được diện những bộ cánh tối màu yêu thích. Ai cũng biết, vải sáng màu thường là lựa chọn tối ưu cho mùa nóng vì chúng phản chiếu ánh nắng, giúp cơ thể mát mẻ hơn. Nhưng sẽ thế nào nếu lựa chọn thời trang của chúng ta không còn bị thời tiết chi phối? Một nhóm các nhà khoa học từ Trung Quốc và Úc có lẽ đã tìm ra lời giải, và tất cả bắt đầu từ một loại vải màu tím đậm.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Trịnh Châu và Đại học Adelaide đã bắt tay vào việc tạo ra một loại vật liệu tối màu nhưng vẫn có khả năng làm mát hiệu quả. Họ đã phát triển một loại vải hoàn toàn mới, được dệt từ khung kim loại-hữu cơ màu tím (metal-organic framework) và các hạt nano oxit kẽm (zinc oxide nanoparticles). Trong đó, khung kim loại-hữu cơ có nhiệm vụ hấp thụ ánh sáng xanh từ mặt trời, tạo nên màu tím đặc trưng, còn các hạt nano oxit kẽm lại giúp phản chiếu ánh nắng và tản nhiệt ra xa.
Trong quá trình thử nghiệm, loại vật liệu này đã thể hiện hiệu suất vượt trội. Nó phản chiếu trung bình gần 88% ánh sáng mặt trời và giữ nhiệt độ thấp hơn tới 6,1 độ C so với vải cotton tím thông thường khi đặt ngoài trời. Đáng chú ý hơn, nó thậm chí còn mát hơn 4,2 độ C so với vải cotton trắng. Trong bối cảnh những mùa hè nóng bức chết người ngày càng trở nên phổ biến trên toàn cầu, nghiên cứu này cho thấy những vật liệu như vậy có thể mang lại sự giải thoát rất cần thiết cho những người lao động ngoài trời.
Kỹ sư vật liệu Jun Ma từ Đại học Adelaide, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ: "Trước đây, chúng ta thường phải lựa chọn giữa hiệu suất làm mát và vẻ ngoài. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy chúng ta có thể có cả hai. Chúng ta có thể tạo ra một loại vải trông có màu tím, nhưng đồng thời phản chiếu hầu hết năng lượng mặt trời và giải phóng nhiệt rất hiệu quả." Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện của mình trên tạp chí Small.
Vậy tại sao màu sáng lại giúp chúng ta mát mẻ hơn? Nói chung, các màu sáng hơn là lựa chọn tốt hơn để giữ mát vì chúng phản chiếu nhiều ánh sáng mặt trời hơn. Vật liệu màu trắng hoặc không có sắc tố là tốt nhất trong việc chống nóng, trong khi vật liệu màu đen sẫm sẽ hấp thụ nhiệt nhiều nhất. Nguyên lý này cũng được áp dụng cho vật liệu xây dựng. Màu tím, dù rõ ràng là tối, lại là một lựa chọn độc đáo cho nghiên cứu này vì nó hấp thụ mạnh ánh sáng xanh, vốn là một trong những phần mạnh nhất của quang phổ mặt trời.
Tuy nhiên, màu sắc không phải là yếu tố duy nhất để giữ mát. Chất liệu và kiểu dáng quần áo cũng quan trọng không kém, thậm chí còn hơn thế. Những bộ quần áo rộng rãi, thoáng khí như cotton hoặc linen cho phép luồng không khí lưu thông tốt hơn nhiều so với quần áo bó sát. Đó là lý do tại sao những người du mục Bedouin ở sa mạc Bắc Phi có thể mặc gần như toàn bộ đồ đen mà không bị kiệt sức vì nóng. Dù vậy, nếu các yếu tố khác là như nhau, màu sáng hơn vẫn mang lại trải nghiệm mát mẻ hơn.
Để tạo ra loại vải tím làm mát này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp khung kim loại-hữu cơ ZIF-67 màu tím với các hạt nano oxit kẽm. Sử dụng kỹ thuật kéo sợi điện (electrospinning), họ đã kéo hỗn hợp này thành các sợi polyurethane nhiệt dẻo màu tím, sau đó được dệt thành vải. Tiếp theo, họ cắt vật liệu thành các mảnh vuông kích thước 5,08 cm và phơi chúng dưới ánh nắng trực tiếp vào một ngày nắng đẹp ở Trịnh Châu, Trung Quốc, cùng với các mẫu vải cotton trắng và tím tiêu chuẩn để đối chứng.
Vật liệu mới đã phản chiếu trung bình 87,6% bức xạ mặt trời. Về khả năng làm mát tổng thể, ít nhất trong các thử nghiệm này, nó đã thành công vang dội. Sau một ngày dài phơi nắng, loại vải này vẫn mát hơn 4,2 độ C so với cotton trắng và 6,1 độ C so với cotton tím truyền thống. Loại vải này cũng đạt được những cải thiện về nhiệt mà không làm giảm hiệu suất thực tế, nó vẫn linh hoạt, chống co giãn và có khả năng thoáng khí cao, cho phép hơi ẩm bay hơi hiệu quả thay vì giữ mồ hôi. Nó cũng duy trì cả màu sắc đậm và đặc tính làm mát sau 50 chu kỳ giặt. Hơn nữa, các thử nghiệm lão hóa tăng tốc bằng tia UV (mô phỏng khoảng 108 ngày tiếp xúc với ánh nắng mặt trời cường độ cao) cho thấy hiệu suất làm mát không bị suy giảm theo thời gian.
Dù vẫn còn ở giai đoạn đầu, nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp tiếp cận mới của họ có thể giúp các vật liệu tối màu trở nên ít gây khó chịu hơn trong thời tiết ấm áp. Đây có thể là tin tuyệt vời cho những người yêu thích màu tối, nhưng các nhà nghiên cứu còn nhấn mạnh nhiều ứng dụng thực tế hơn. Những loại vải cải tiến này có thể được sử dụng để làm quần áo bảo hộ cho công nhân xây dựng, nông dân và những người khác phải làm việc nhiều giờ dưới trời nắng nóng. Đối với những người lao động ngoài trời, ngay cả một chút giảm nhiệt cũng có thể tạo ra sự khác biệt cứu sống.
Yangzhe Hou, nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật hóa học tại Đại học Adelaide và đồng tác giả bài báo, cho biết: "Cơ hội dài hạn là vượt ra ngoài ý tưởng rằng vải làm mát phải có màu trắng."
Nhiệt độ mùa hè năm nay đã chuyển từ "nóng khó chịu" sang "nóng chết người" ở nhiều nơi trên thế giới, theo Bloomberg, và đây có thể là dấu hiệu của những gì sắp tới. Cả ngành công nghiệp thời trang và công chúng đều đang thích nghi với thực tế khắc nghiệt này. Một báo cáo năm 2022 của *New York Times* đã ghi nhận sự gia tăng đáng kể doanh số bán quần short và dép, cùng với sự sụt giảm mạnh của áo khoác lông cừu và áo khoác dày trong những năm gần đây, một sự thay đổi được cho là do nhiệt độ toàn cầu tăng lên. Tương tự, những nỗ lực gần đây nhằm bình thường hóa việc mặc quần short trong môi trường văn phòng, như Reuters đưa tin, và việc dần loại bỏ cà vạt, theo *Time*, phản ánh một văn hóa công sở đang điều chỉnh theo khí hậu nóng hơn.
Nghiên cứu về loại vải tím mới này cũng bổ sung vào danh sách dài các nỗ lực khác nhằm ứng dụng khoa học và công nghệ để làm cho quần áo mát mẻ hơn. Một loạt các thương hiệu quần áo công nghệ làm mát (thường đắt tiền hơn) với các tên như Coolcore và Iso-Chill đã trở nên phổ biến, hứa hẹn đánh bại cái nóng. Kontoor Brands, công ty sở hữu thương hiệu quần jean khổng lồ Wrangler, thậm chí còn sản xuất một chiếc áo Insta-Cool sử dụng vật liệu thay đổi pha ban đầu được các phi hành gia NASA sử dụng để giữ mát.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Trịnh Châu và Đại học Adelaide đã bắt tay vào việc tạo ra một loại vật liệu tối màu nhưng vẫn có khả năng làm mát hiệu quả. Họ đã phát triển một loại vải hoàn toàn mới, được dệt từ khung kim loại-hữu cơ màu tím (metal-organic framework) và các hạt nano oxit kẽm (zinc oxide nanoparticles). Trong đó, khung kim loại-hữu cơ có nhiệm vụ hấp thụ ánh sáng xanh từ mặt trời, tạo nên màu tím đặc trưng, còn các hạt nano oxit kẽm lại giúp phản chiếu ánh nắng và tản nhiệt ra xa.
Trong quá trình thử nghiệm, loại vật liệu này đã thể hiện hiệu suất vượt trội. Nó phản chiếu trung bình gần 88% ánh sáng mặt trời và giữ nhiệt độ thấp hơn tới 6,1 độ C so với vải cotton tím thông thường khi đặt ngoài trời. Đáng chú ý hơn, nó thậm chí còn mát hơn 4,2 độ C so với vải cotton trắng. Trong bối cảnh những mùa hè nóng bức chết người ngày càng trở nên phổ biến trên toàn cầu, nghiên cứu này cho thấy những vật liệu như vậy có thể mang lại sự giải thoát rất cần thiết cho những người lao động ngoài trời.
Kỹ sư vật liệu Jun Ma từ Đại học Adelaide, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ: "Trước đây, chúng ta thường phải lựa chọn giữa hiệu suất làm mát và vẻ ngoài. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy chúng ta có thể có cả hai. Chúng ta có thể tạo ra một loại vải trông có màu tím, nhưng đồng thời phản chiếu hầu hết năng lượng mặt trời và giải phóng nhiệt rất hiệu quả." Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện của mình trên tạp chí Small.
Vậy tại sao màu sáng lại giúp chúng ta mát mẻ hơn? Nói chung, các màu sáng hơn là lựa chọn tốt hơn để giữ mát vì chúng phản chiếu nhiều ánh sáng mặt trời hơn. Vật liệu màu trắng hoặc không có sắc tố là tốt nhất trong việc chống nóng, trong khi vật liệu màu đen sẫm sẽ hấp thụ nhiệt nhiều nhất. Nguyên lý này cũng được áp dụng cho vật liệu xây dựng. Màu tím, dù rõ ràng là tối, lại là một lựa chọn độc đáo cho nghiên cứu này vì nó hấp thụ mạnh ánh sáng xanh, vốn là một trong những phần mạnh nhất của quang phổ mặt trời.
Tuy nhiên, màu sắc không phải là yếu tố duy nhất để giữ mát. Chất liệu và kiểu dáng quần áo cũng quan trọng không kém, thậm chí còn hơn thế. Những bộ quần áo rộng rãi, thoáng khí như cotton hoặc linen cho phép luồng không khí lưu thông tốt hơn nhiều so với quần áo bó sát. Đó là lý do tại sao những người du mục Bedouin ở sa mạc Bắc Phi có thể mặc gần như toàn bộ đồ đen mà không bị kiệt sức vì nóng. Dù vậy, nếu các yếu tố khác là như nhau, màu sáng hơn vẫn mang lại trải nghiệm mát mẻ hơn.
Để tạo ra loại vải tím làm mát này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp khung kim loại-hữu cơ ZIF-67 màu tím với các hạt nano oxit kẽm. Sử dụng kỹ thuật kéo sợi điện (electrospinning), họ đã kéo hỗn hợp này thành các sợi polyurethane nhiệt dẻo màu tím, sau đó được dệt thành vải. Tiếp theo, họ cắt vật liệu thành các mảnh vuông kích thước 5,08 cm và phơi chúng dưới ánh nắng trực tiếp vào một ngày nắng đẹp ở Trịnh Châu, Trung Quốc, cùng với các mẫu vải cotton trắng và tím tiêu chuẩn để đối chứng.
Vật liệu mới đã phản chiếu trung bình 87,6% bức xạ mặt trời. Về khả năng làm mát tổng thể, ít nhất trong các thử nghiệm này, nó đã thành công vang dội. Sau một ngày dài phơi nắng, loại vải này vẫn mát hơn 4,2 độ C so với cotton trắng và 6,1 độ C so với cotton tím truyền thống. Loại vải này cũng đạt được những cải thiện về nhiệt mà không làm giảm hiệu suất thực tế, nó vẫn linh hoạt, chống co giãn và có khả năng thoáng khí cao, cho phép hơi ẩm bay hơi hiệu quả thay vì giữ mồ hôi. Nó cũng duy trì cả màu sắc đậm và đặc tính làm mát sau 50 chu kỳ giặt. Hơn nữa, các thử nghiệm lão hóa tăng tốc bằng tia UV (mô phỏng khoảng 108 ngày tiếp xúc với ánh nắng mặt trời cường độ cao) cho thấy hiệu suất làm mát không bị suy giảm theo thời gian.
Dù vẫn còn ở giai đoạn đầu, nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp tiếp cận mới của họ có thể giúp các vật liệu tối màu trở nên ít gây khó chịu hơn trong thời tiết ấm áp. Đây có thể là tin tuyệt vời cho những người yêu thích màu tối, nhưng các nhà nghiên cứu còn nhấn mạnh nhiều ứng dụng thực tế hơn. Những loại vải cải tiến này có thể được sử dụng để làm quần áo bảo hộ cho công nhân xây dựng, nông dân và những người khác phải làm việc nhiều giờ dưới trời nắng nóng. Đối với những người lao động ngoài trời, ngay cả một chút giảm nhiệt cũng có thể tạo ra sự khác biệt cứu sống.
Yangzhe Hou, nghiên cứu sinh tiến sĩ kỹ thuật hóa học tại Đại học Adelaide và đồng tác giả bài báo, cho biết: "Cơ hội dài hạn là vượt ra ngoài ý tưởng rằng vải làm mát phải có màu trắng."
Nhiệt độ mùa hè năm nay đã chuyển từ "nóng khó chịu" sang "nóng chết người" ở nhiều nơi trên thế giới, theo Bloomberg, và đây có thể là dấu hiệu của những gì sắp tới. Cả ngành công nghiệp thời trang và công chúng đều đang thích nghi với thực tế khắc nghiệt này. Một báo cáo năm 2022 của *New York Times* đã ghi nhận sự gia tăng đáng kể doanh số bán quần short và dép, cùng với sự sụt giảm mạnh của áo khoác lông cừu và áo khoác dày trong những năm gần đây, một sự thay đổi được cho là do nhiệt độ toàn cầu tăng lên. Tương tự, những nỗ lực gần đây nhằm bình thường hóa việc mặc quần short trong môi trường văn phòng, như Reuters đưa tin, và việc dần loại bỏ cà vạt, theo *Time*, phản ánh một văn hóa công sở đang điều chỉnh theo khí hậu nóng hơn.
Nghiên cứu về loại vải tím mới này cũng bổ sung vào danh sách dài các nỗ lực khác nhằm ứng dụng khoa học và công nghệ để làm cho quần áo mát mẻ hơn. Một loạt các thương hiệu quần áo công nghệ làm mát (thường đắt tiền hơn) với các tên như Coolcore và Iso-Chill đã trở nên phổ biến, hứa hẹn đánh bại cái nóng. Kontoor Brands, công ty sở hữu thương hiệu quần jean khổng lồ Wrangler, thậm chí còn sản xuất một chiếc áo Insta-Cool sử dụng vật liệu thay đổi pha ban đầu được các phi hành gia NASA sử dụng để giữ mát.
