着用可能織物：高温作業者が涼しさをもたらす

夏が近づくと、都市の隅々が巨大なストーブの中に身を置いているようになり、高温で焼かれ、暑さがますます深刻になり、人々の生活に大きな挑戦をもたらした。

このような暑い季節には、扇風機やエアコンで高温の天気を防ぐ人もいれば、蒸し暑い都市から脱出し、郊外に涼しさを探しに行く人もいる。では、なぜ郊外は都市よりも涼しいのでしょうか。

都市と郊外の温度差といえば、「ヒートアイランド効果」について話さなければならない。

ヒートアイランド効果とは、気象図上に離島のような高温域を形成する地域の気温が周囲の地域より高い現象のことで、「ヒートアイランド」と呼ばれています。ヒートアイランド効果は通常、都市に現れるため、都市ヒートアイランド効果とも呼ばれる

2024年6月14日科学者は19日、「サイエンス」（Science）誌に新型放射冷却織物に関する記事を発表し、高温下での人々の体の快適さを高め、都市部のヒートアイランド効果が人体に与える影響を低減することが期待されている。

この放射冷却織物は、どのようにして温度を下げることができますか

研究者が調製した中赤外スペクトル選択的層状織物（SSHF）は3層からなり、それぞれポリメチルペンテン（PMP）ナノ−ミクロン混合繊維層、銀ナノワイヤ（AgNWs）層と羊毛織物層である。

そのうち、表面のポリメチルペンテン（PMP）ナノ−ミクロン混合繊維層は広い寸法分布と特有の化学結合を有し、大気透過窓（ATW）スペクトル範囲内の高い吸収率を実現することができる。大気透過窓（ATM）とは、太陽から放射された光が大気圏を通過する際の透過能力が高い波長帯の範囲を指し、この部分の光は地表に直行でき、地表温度の上昇に大きな役割を果たす。

中間の銀ナノワイヤ層は中赤外領域全体に高反射率を有し、都市インフラの赤外線が人体に伝わるのを効果的に防止し、都市インフラの熱放射線が人体に与える影響を低減することができる。

底部のウール織物は織物と皮膚の間の空気隙間を通じて人体皮膚の熱放射を吸収し、銀ナノワイヤ層を通じてさらに上部のPMPに熱を伝導することができる布を織ることで、人体の表面から大気中に熱が伝わる冷却効果を実現します。

中赤外スペクトル選択性積層織物の構造と着用可能性能a.織物の構造、b.屋外環境における織物の放射熱交換の概略図、c.異なる材料の中赤外線放射率、d.羊毛織物が人体の熱放射線吸収に与える影響、e-i.ウェアラブル性に関する研究結果（画像ソース：参考文献1）

実験の結果、この研究で製造された中赤外スペクトル選択性層状織物（SSHF）は1010 W/m²のピーク太陽強度下で、温度を約6.2℃であり、これは織物が効率的に熱を外部に放出し、同時に地面からの熱放射を選択的に遮断することができるためである。都市環境を模擬した実験では、中赤外スペクトル選択性層状織物（SSHF）は、昼間と夜間にそれぞれ従来設計の放射冷却品より低い2.3°Cと0.2°C。

この冷却織物の多孔質構造はまた良好な通気性を提供し、人体汗の自然拡散を促進し、蒸し暑さが人体に与える不快感を回避することができる。また、この冷却織物は強い疎水性と強い機械性能を示し、自身の清潔を保証すると同時に高い耐久性を達成することができ、ウェアラブル衣類の要求に合致する。

着用可能な放射冷却品は都市のヒートアイランド効果に対応するために革新的で効果的な個人的な冷却方案を提供し、エアコンの使用を減らしてエネルギー消費を下げるだけでなく、熱に関連する健康問題を予防することができる。このハイテク製品の量産が都市住民に快適な体験をもたらし、高温作業者に清涼感をもたらすことを期待している。