Hvis det er vævet ind i tøj, kan et nyt billigt, plastbaseret tekstil køle din krop langt mere effektivt, end det er muligt med de naturlige eller syntetiske stoffer i tøj, vi bruger i dag.

Forskere siger, at den nye familie af stoffer kan blive grundlaget for beklædningsgenstande, der holder folk kølige i varme klimaer uden klimaanlæg.

”Hvis du kan køle ned personen i stedet for bygningen, hvor de arbejder eller bor, vil det spare energi,” siger Yi Cui, lektor i materialevidenskab og teknik ved Stanford University.

Beskrevet i tidsskriftet Videnskabfungerer det nye materiale ved at lade kroppen udlede varme på to måder, der får brugeren til at føle sig næsten 4 grader Fahrenheit køligere, end hvis de havde bomuldstøj på.

Det afkøles ved at lade sved fordampe gennem materialet, noget almindelige stoffer allerede gør. Men materialet tilvejebringer en anden, revolutionerende afkølingsmekanisme: tillader varme, som kroppen udsender som infrarød stråling, at passere gennem plasttekstilet.

Alle objekter, inklusive vores kroppe, kaster varme ud i form af infrarød stråling, en usynlig og godartet bølgelængde af lys. Tæpper varmer os ved at fange infrarød varmeemission tæt på kroppen. Termisk stråling, der undslipper fra vores kroppe, er det, der gør os synlige i mørket gennem nattesynsbriller.

”Fyrre til 60 procent af vores kropsvarme spredes som infrarød stråling, når vi sidder på et kontor,” siger Shanhui Fan, professor i elektroteknik, der specialiserer sig i fotonik, som er studiet af synligt og usynligt lys. ”Men indtil nu har der været ringe eller ingen forskning i design af tekstilers termiske strålingsegenskaber.”

Forbedring af plastfolie

For at udvikle tekstilet blandede forskere nanoteknologi, fotonik og kemi for at give polyethylen - den klare, klæbende plast, vi bruger som køkkenindpakning - en række egenskaber, der er ønskelige i tøjmateriale: Det tillader termisk stråling, luft og vanddamp at passere lige igennem , og det er uigennemsigtigt for synligt lys.

Den nemmeste egenskab var at lade infrarød stråling passere gennem materialet, fordi dette er et kendetegn ved almindelig polyethylen mademballage. Naturligvis er køkkenplastik uigennemtrængelig for vand, der gør det ubrugeligt som tøj. Det faktum, at det er gennemsigtig, hjælper heller ikke meget. Forskerne tacklede disse mangler en ad gangen.

For det første fandt de en variant af polyethylen, der almindeligvis blev brugt til batterifremstilling, der har en specifik nanostruktur, der er uigennemsigtig for synligt lys, men alligevel er gennemsigtig for infrarød stråling, som kan lade kropsvarmen slippe ud. Dette tilvejebragte et basismateriale, der var uigennemsigtigt for synligt lys af hensyn til beskedenhed, men termisk gennemsigtig med henblik på energieffektivitet.

De modificerede derefter den industrielle polyethylen ved at behandle den med godartede kemikalier for at gøre det muligt for vanddampmolekyler at fordampe gennem nanoporer i plasten, så plasten kunne trække vejret som en naturlig fiber, siger postdoktor Po-Chun Hsu.

Det førte til et enkeltarkmateriale, der opfyldte deres tre grundlæggende kriterier for et kølende stof. For at gøre dette tynde materiale mere stoflignende skabte de en trelagsversion: to ark behandlet polyethylen adskilt af et bomuldsnet for styrke og tykkelse.

Køligere end bomuld

For at teste afkølingspotentialet for deres trelags konstruktion i forhold til et bomuldsstof af sammenlignelig tykkelse placerede de en lille farveprøve af hvert materiale på en overflade, der var så varm som bar hud og målte, hvor meget varme hvert materiale fangede.

"At have på noget fanger noget varme og gør huden varmere," siger Fan. "Hvis spredning af termisk stråling var vores eneste bekymring, ville det være bedst at bære noget."

Sammenligningen viste, at bomuldsstoffet gjorde hudoverfladen 3.6 F varmere end deres afkølende tekstil. Forskellen betyder, at en person klædt i det nye materiale måske føler sig mindre tilbøjelig til at tænde en ventilator eller et klimaanlæg.

Arbejdet fortsætter på flere fronter, herunder tilføjelse af flere farver, teksturer og kludlignende egenskaber til materialet. Tilpasning af et materiale, der allerede er masseproduceret til batteriindustrien, kan gøre det lettere at skabe produkter.

"Hvis du vil fremstille et tekstil, skal du være i stand til at fremstille store mængder billigt," siger Cui.

Forskningen åbner nye undersøgelsesveje til afkøling eller opvarmning af ting passivt uden brug af ekstern energi ved at indstille materialer til at sprede eller fange infrarød stråling, siger Fan.

”Efterhånden ser noget af det, vi har gjort, meget simpelt ud, men det er fordi kun få har set på at konstruere tekstilers strålingsegenskaber.”

Kilde: Stanford University

Relaterede bøger

at

Dette vandbaserede batteri gemmer grøn energi til senere

Tom Abate, Stanford University

Et nyt vandbaseret batteri kan give en billig måde at opbevare vind- eller solenergi til senere, siger forskere.

Hvad er de rigtige ord i en tekst, der kan berolige en krise?

Tom Abate, Stanford University

Krisehotlines har eksisteret i årevis, men indtil for nylig har der været meget få data om, hvilke rådgivningsstrategier der virkede mest...

Tak for besøget InnerSelf.com, hvor der er 20,000 + livsændrende artikler, der promoverer "Nye holdninger og nye muligheder." Alle artikler er oversat til 30+ sprog. Tilmeld til InnerSelf Magazine, der udgives ugentligt, og Marie T Russells Daily Inspiration. InnerSelf Magazine er udkommet siden 1985.