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地球規模の気候変動が激化し、エルニーニョ現象により記録的な高温が続く中、暑い夏をいかに涼しく過ごすかが多くの人々の関心事となっている。市場には放熱効果のある冷却服が数多く出回っていますが、オーストラリアのロイヤルメルボルン工科大学（RMIT）による革新的な研究により、この問題に新たな突破口が開かれました。ナノダイヤモンドで作られた生地のコーティングは、体温を下げるだけでなく、エネルギーを節約し、二酸化炭素排出量を削減できるのです。
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ナノダイヤモンドとは何ですか？なぜ涼しくなるのでしょうか?
ナノダイヤモンドは、大きさが 100 ナノメートル未満のダイヤモンド粒子です。名前に「ダイヤモンド」と付いていますが、安価で大量生産しやすいという点で宝飾用ダイヤモンドとは異なります。通常のダイヤモンドと同じ炭素格子構造を持っているため、優れた熱伝導体となります。この特性により、ナノダイヤモンドはIT、医療、量子技術の分野で広く利用されており、現在では繊維技術にも応用が広がっています。
エレクトロスピニング技術によりナノダイヤモンドコーティングを作成し、温度を2～3℃効果的に下げます。
プロジェクトリーダーのハウシャール博士とレーマン博士が率いる研究チームは、ナノダイヤモンド粉末をポリウレタンと溶媒と混合し、電界紡糸技術を使用して綿布の片面に溶液を均一に塗布しました。硬化後、コーティングはナノファイバーメッシュを形成し、コーティングされた面が肌に近くなり、体温を素早く空気中に放出する一方、コーティングされていない外側は周囲の熱を吸収しません。
研究実験では、コーティングされた布地サンプルの未処理面を約 100°C の加熱プレートに 10 分間置き、その後 10 分間冷却しました。結果によると、未処理の綿布と比較して、ナノダイヤモンドコーティングを施したサンプルは温度を2℃～3℃下げることができ、着用者の快適性を効果的に向上させることがわかりました。
冷却、UV耐性、省エネ、1枚の布で複数の効果
研究では、冷却効果に加えて、このナノダイヤモンドコーティングは綿織物の紫外線保護を効果的に高め、夏の屋外活動に最適な素材となることもわかりました。通気性、吸湿性は未加工の綿布に比べ若干劣りますが、許容範囲内です。
さらに興味深いのは、チームの予測によれば、この技術を日常の衣服に適用すれば、エアコンの使用量を20～30％削減でき、省エネと環境保護の目標をさらに達成できると期待されていることだ。将来的には、室内の過熱の問題を軽減するために、建築資材の分野にも広がる可能性があります。
大きな可能性を秘めており、将来的には商業化が期待される
材料イノベーションと未来ファッションセンター（CMIFF）の学際的なチームが主導するこの研究は、繊維工学と材料科学を組み合わせ、高い応用可能性を示しています。ハウシャール博士は次のように指摘した。「このエレクトロスピニング法はシンプルで効率的であり、プロセスステップの数を減らし、より多くの材料を節約でき、従来の方法よりも経済的です。」
レーマン博士はさらにこう付け加えた。「ナノダイヤモンドは優れた熱伝導性を持つだけでなく、生体適合性があり、人体に無害です。将来的には、スポーツウェア、消防士の下着、さらには医療用防護具にも活用できる可能性があります。」
研究チームは現在、洗濯や長期使用におけるナノファイバーコーティングの耐久性に焦点を当てた追跡研究を行っており、この技術をできるだけ早く市場に投入して、人々が暑い夏でも春風のような涼しさを味わえるようにしたいと考えています。
この研究に関する論文が最近、「Advanced Technical Polymers」誌に掲載されました。
参考文献
- 冷却服にナノダイヤモンドを入れると、体温を3℃下げることができる
- Diamond-coated clothing could keep wearers cooler
- Nanodiamonds could hold key to cool clothing
- 「夏服のためのポリウレタンナノファイバーコーティングを介して綿布に付着したナノダイヤモンド」がAdvanced Technical Polymers誌（DOI: 10.1002/pat.6222）に掲載されました。 Aisha Rehman、Shadi Houshyar、Azadeh Mirabedini、Stephen Michielsen、Xin Wang が共著者です。
（最初の写真の出典：ロイヤルメルボルン工科大学）
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