Een nieuwe film die zweet zes keer sneller verdampt en 15 keer meer vocht vasthoudt

Een team van onderzoekers van de National University of Singapore (NUS) heeft een nieuwe film gemaakt die zeer effectief is in het verdampen van zweet van onze huid om ons koel en comfortabel te houden tijdens het sporten, en het vocht uit menselijk zweet kan worden gebruikt om kracht draagbare elektronische apparaten zoals horloges, fitnesstrackers en meer.

Zweten is een natuurlijk proces voor ons lichaam om thermische stress te verminderen. “Zweet bestaat voornamelijk uit water. Wanneer water van het huidoppervlak wordt verdampt, verlaagt het de huidtemperatuur en voelen we ons koeler. In onze nieuwe uitvinding hebben we een nieuwe film gemaakt die uitermate effectief is in het verdampen van zweet van onze huid en vervolgens absorbeert het vocht uit zweet. We gaan ook nog een stap verder – door het vocht uit zweet om te zetten in energie die kan worden gebruikt om kleine draagbare apparaten van stroom te voorzien “, aldus assistent-professor Tan Swee Ching, leider van het onderzoeksteam, die van de NUS Department of Material is. Wetenschap en techniek.

De belangrijkste componenten van de nieuwe dunne film zijn twee hygroscopische chemicaliën: kobaltchloride en ethanolamine. Deze film is niet alleen extreem vochtabsorberend, maar kan ook snel water afgeven bij blootstelling aan zonlicht, en kan meer dan 100 keer worden ‘geregenereerd’ en hergebruikt.

Om volledig gebruik te maken van het geabsorbeerde zweet, heeft het NUS-team ook een draagbaar apparaat voor het oogsten van energie ontworpen dat bestaat uit acht elektrochemische cellen (EC’s), waarbij de nieuwe film als elektrolyt wordt gebruikt. Elke EC kan ongeveer 0,57 volt elektriciteit opwekken bij het absorberen van vocht. De totale energie die door het apparaat wordt geoogst, is voldoende om een ​​lichtgevende diode van stroom te voorzien. Deze proof-of-concept-demonstratie illustreert het potentieel van batterijloze wearables die worden aangedreven door menselijk zweet.

Deze technologische doorbraak werd gerapporteerd in het septembernummer van het wetenschappelijke tijdschrift Nano-energie.

Vocht absorberen voor persoonlijk comfort

Conventionele hygroscopische materialen zoals zeolieten en silicagels hebben een lage wateropname en vaste bulkstructuren, waardoor ze ongeschikt zijn voor het absorberen van vocht door verdamping van zweet. Ter vergelijking: de nieuwe vochtabsorberende film die is ontwikkeld door NUS-onderzoekers neemt 15 keer meer vocht op en doet dit 6 keer sneller dan conventionele materialen.

Bovendien vertoont deze innovatieve film een ​​kleurverandering bij het opnemen van vocht, van blauw naar paars en tenslotte roze. Deze functie kan worden gebruikt als indicator voor de mate van vochtopname.

Het NUS-team verpakte de film in ademende en waterdichte membranen van polytetrafluorethyleen (PTFE), die flexibel zijn en vaak in kleding worden gebruikt, en demonstreerde met succes de toepassing van de vochtabsorberende film voor onderarmkussen, schoenvoering en schoenzool.

Zoals prof. Tan zei: “Zweten onder de oksels is beschamend en frustrerend, en deze aandoening draagt ​​bij aan de groei van bacteriën en leidt tot een onaangename lichaamsgeur. Ophoping van transpiratie in de schoenen kan gezondheidsproblemen veroorzaken, zoals blaren, eelt en schimmelinfecties. . Door gebruik te maken van het onderarmkussen, de schoenvoering en de schoenzool die is ingebed met de vochtabsorberende film, wordt het vocht van zweetverdamping snel opgenomen, waardoor ophoping van zweet wordt voorkomen en het zorgt voor een droog en koel microklimaat voor persoonlijk comfort. “

“Het prototype voor de schoenzool is gemaakt met behulp van 3D-printen. Het gebruikte materiaal is een mengsel van zacht polymeer en hard polymeer, waardoor het voldoende ondersteuning en schokabsorptie biedt”, legt co-leider van het onderzoeksteam professor Ding Jun uit, die ook van het NUS Department of Material Science and Engineering.

Het NUS-team hoopt nu met bedrijven samen te werken om de nieuwe vochtabsorberende film op te nemen in consumentenproducten.