Een high-tech textiel om buiten comfortabel te blijven

Warmtebeeldtechnologie laat zien hoe een vierkant van het nieuwe textiel (stippellijnen) warmte vasthoudt in verwarmingsmodus (boven), terwijl het wordt gereflecteerd in koelmodus (onder). Krediet: aangepast van Nano Letters

Kleding, van tanktops tot parka’s, helpt mensen zich aan te passen aan temperaturen buitenshuis. Maar je kunt er maar een beperkt deel van aan- of uittrekken, en schommelingen in het weer kunnen ervoor zorgen dat wat je draagt ​​volkomen ontoereikend is. In een nieuwe studie in ACS ‘ Nano Lettersbeschrijven onderzoekers een high-tech alternatief: een omkeerbaar textiel dat ze hebben ontworpen om warmte in de kou vast te houden en te reflecteren tijdens warm weer, terwijl ze kleine hoeveelheden elektriciteit opwekken.

Eerdere pogingen om dergelijk geavanceerd textiel voor gebruik buitenshuis te ontwikkelen, waren over het algemeen gericht op het opvangen van warmtestraling of het verspreiden ervan. Om de twee te integreren, hebben Qiang Li, Min Qiu en collega’s een gelaagde stof gemaakt van poreuze vezelachtige polymeren. Om warmte in de kou vast te houden, bedekten ze de verwarmingszijde met zink- en koperen nanodeeltjes om zonne-energie te absorberen en thermische straling van het lichaam binnen te houden. Om warmte in de hete zon af te geven, plaatsten ze een hiërarchisch poreuze structuur aan de koelzijde om zonlicht te reflecteren en de straling van het menselijk lichaam af te voeren. In de zon verhoogde de verwarmingszijde de gesimuleerde huidtemperatuur met maar liefst 14 F meer dan zwart katoen. Met de koelzijde naar buiten daalde het textiel de temperatuur met 11 F vergeleken met wit katoen.

In nachttesten verwarmde de verwarmingskant de gesimuleerde huid 5 F meer dan zwart katoen, maar de koelkant resulteerde niet in een lagere temperatuur. Door een kleine thermo-elektrische generator aan het textiel te bevestigen, konden de onderzoekers de temperatuurgradiënt tussen het binnenoppervlak en de huid benutten om een ​​kleine hoeveelheid elektriciteit te produceren. Ze zeggen dat het textiel gemakkelijk en goedkoop te vervaardigen is en een ademend vermogen heeft dat vergelijkbaar is met katoen. Dit textiel creëert nieuwe mogelijkheden voor veel technologieën, zoals multifunctionele camouflage of kleding die elektriciteit kan opwekken om ooit draagbare elektronica van stroom te voorzien, zeggen de onderzoekers.