|
Kompozitni premaz na bazi čaure svilene bube za pasivno radijativno hlađenje
Waste silkworm cocoon-based composite coating for passive radiative cooling
Project: Scientific and Technological Council of Türkiye (TUBITAK), 2209-A, Application No. 1919B012471315
Keywords: svileni fibroin; lično upravljanje toplotom; pasivno radijaciono hlađenje; reciklaža; viskozna netkana tkanina; termoplastični poliuretan
Ključne reči: silk fibroin; personal thermal management; passive radiative cooling; upcycling; viscose nonwoven; thermoplastic polyurethane
Abstract
Tehnologije ličnog termalnog upravljanja zasnovane na pasivnim materijalima za radijativno hlađenje privukle su pažnju zahvaljujuc'i velikom potencijalu u smanjenju potrošnje energije uz nisku emisiju ugljenika. Danas je efikasna strategija davanje uobičajenim tkaninama moguc'nosti radijativnog hlađenja, posebno korišc'enjem& jednostavnih/skalabilnih metoda proizvodnje, kao i obnovljivih i razgradivih materijala za radijativno hlađenje. U ovoj studiji, netkane tkanine od viskoze (CV) su presvučene kompozitom na bazi čestica svilenog fibroina (SF) sa visokom emisivnošc'u u srednjem infracrvenom zračenju i solarnom refleksijom, dobijenim iz otpadnih čaura svilene bube jednostavnim metodom prskanja. Pored SEM i FT-IR analize, solarna refleksija i performanse pasivnog hlađenja u simuliranim uslovima merene su UV-VIS-NIR spektrometrom integrisanim sa difuznom integrišuc'om sferom i samostalno napravljenim sistemom grejnih ploča. Takođe, performanse habanja tkanina su određene merenjem fizičkih, mehaničkih i performansi propustljivosti. Prevučene, posebno SF kompozitne CV tkanine sa prevlakom omoguc'avaju postizanje performansi hlađenja sa prosečnim padom temperature od 6,4◦C i 20,22◦C, respektivno, u poređenju sa referentnom i golom kožom, kao rezultat visoke infracrvene emisije koja nastaje usled obilnih hemijskih veza, a takođe i solarne refleksije oko 69,43%. Pored pasivnih performansi hlađenja, ove presvučene tkanine imale su pogodne fizičke, mehaničke i performanse propustljivosti vazduha za praktičnu upotrebu. Zahvaljujuc'i kombinaciji pasivnog hlađenja i performansi nošenja kroz reciklažu otpadnih čaura svilene bube u SF čestice, presvučeni CV netkani materijal bio bi održivi tekstil za pasivno lično upravljanje toplotom.
Sažetak
Personal thermal management technologies based on passive radiative cooling materials has attracted attention thanks to the great potential in reducing energy consumption with low carbon emission. Today, endowing common fabrics with radiative cooling capability especially using simple/scalable production method and also renewable and degradable radiative cooling materials, is an effective strategy. In this study, viscose (CV) nonwoven fabrics were coated by silk fibroin (SF) particles-based composite having high mid- infrared emissivity and solar reflectance, from waste silkworm cocoons through simple spraying method. Besides SEM and FT-IR analysis, solar reflectance and passive cooling performance under simulated conditions were measured by UV-VIS-NIR spectrometer integrated with a diffuse integrating sphere and self-made hotplate system, respectively. Also, wearability performance of the fabrics was determined by measuring physical, mechanical, and permeability performance. Coated especially SF composite coated CV fabrics enable the achievement of cooling performance with an average temperature drop of 6.4◦C and 20.22◦C, respectively compared to reference and bare skin as a result of high infrared emittance arising from abundant chemical bonds and also solar reflectance around 69.43%. Besides passive cooling performance, these coated fabrics had convenient physical, mechanical, and air permeability performance for practical usage. Thanks to combination passive cooling and wearability performance through upcycling of waste silkworm cocoons towards to SF particle, coated CV nonwoven would be a sustainable textile for passive personal thermal management.
|