Nieuwe keukenwrapkleren zouden ons helpen om koel te blijven

Als u in kleding gewoven bent, kan een nieuw goedkoop, op kunststof gebaseerd textiel uw lichaam veel efficiënter koelen dan mogelijk is met de natuurlijke of synthetische stoffen in kleding die we vandaag dragen.

Wetenschappers zeggen dat de nieuwe stoffenfamilie de basis kan worden voor kleding die mensen koel houdt in warme klimaten zonder airconditioning.

"Als je de persoon kunt afkoelen in plaats van het gebouw waar ze werken of wonen, zal dat energie besparen", zegt Yi Cui, universitair hoofddocent materiaalkunde en engineering aan de Stanford University.

Beschreven in het tijdschrift Wetenschap, het nieuwe materiaal werkt door het lichaam toe te staan ​​warmte af te voeren op twee manieren waardoor de drager zich bijna 4 graden Fahrenheit koeler zou voelen dan wanneer hij katoenen kleding droeg.

Het koelt door transpiratie door het materiaal te laten verdampen, iets wat gewone stoffen al doen. Maar het materiaal biedt een tweede, revolutionair koelmechanisme: warmte die het lichaam als infrarode straling afgeeft om door het plastic textiel te gaan.

Alle objecten, inclusief ons lichaam, gooien warmte af in de vorm van infrarode straling, een onzichtbare en goedaardige golflengte van licht. Dekens warmen ons op door infraroodstraling dicht bij het lichaam op te vangen. Thermische straling die uit ons lichaam ontsnapt, is wat ons zichtbaar maakt in het donker door een nachtzichtbril.


innerlijk abonneren grafisch


"Veertig tot 60 procent van onze lichaamswarmte verdwijnt als infraroodstraling wanneer we op kantoor zitten", zegt Shanhui Fan, hoogleraar elektrotechniek die gespecialiseerd is in fotonica, de studie van zichtbaar en onzichtbaar licht. "Maar tot nu toe is er weinig of geen onderzoek gedaan naar het ontwerp van de thermische stralingskenmerken van textiel."

Verbetering op plasticfolie

Om het textiel te ontwikkelen, combineerden onderzoekers nanotechnologie, fotonica en chemie om polyethyleen - het heldere, klevende plastic dat we gebruiken als keukenfolie - een aantal eigenschappen te geven die wenselijk zijn in kledingmateriaal: het laat thermische straling, lucht en waterdamp toe om door te gaan en het is ondoorzichtig voor zichtbaar licht.

Het gemakkelijkste kenmerk was om infraroodstraling door het materiaal te laten gaan, omdat dit een kenmerk is van een gewone polyethyleen voedselverpakking. Natuurlijk is keukenplastic ondoordringbaar voor water en is het nutteloos als kleding. Het feit dat het doorschijnend is, helpt ook niet veel. De onderzoekers hebben deze tekortkomingen één voor één aangepakt.

Ten eerste vonden ze een variant van polyethyleen die veel wordt gebruikt bij het maken van batterijen, met een specifieke nanostructuur die ondoorzichtig is voor zichtbaar licht, maar transparant is voor infraroodstraling, waardoor de lichaamswarmte zou kunnen ontsnappen. Dit leverde een basismateriaal op dat ondoorzichtig was voor zichtbaar licht omwille van bescheidenheid maar thermisch transparant voor doeleinden van energie-efficiëntie.

Vervolgens hebben ze het industriële polyethyleen gemodificeerd door het te behandelen met goedaardige chemicaliën om waterdampmoleculen te laten verdampen door nanoporiën in het plastic, waardoor het plastic kan ademen als een natuurlijke vezel, zegt postdoctoraal wetenschapper Po-Chun Hsu.

Dat leidde tot een materiaal voor losse vellen dat voldeed aan hun drie basiscriteria voor een koelsysteem. Om dit dunne materiaal meer stofachtig te maken, creëerden ze een drielaagse versie: twee lagen behandeld polyethyleen gescheiden door een katoenen net voor sterkte en dikte.

Koeler dan katoen

Om het koelpotentieel van hun drielaagsconstructie ten opzichte van een katoenen weefsel van vergelijkbare dikte te testen, plaatsten ze een klein stukje van elk materiaal op een oppervlak dat zo warm was als de blote huid en hoeveel warmte elk materiaal opslokte.

"Als je iets draagt, krijg je wat warmte en wordt de huid warmer", zegt Fan. "Als het verspreiden van warmtestraling onze enige zorg was, dan zou het het beste zijn om niets te dragen."

De vergelijking toonde aan dat de katoenen stof het huidoppervlak 3.6 F warmer maakte dan hun koeltextiel. Het verschil betekent dat iemand die in het nieuwe materiaal is gekleed, minder geneigd is om een ​​ventilator of airconditioner aan te zetten.

Het werk gaat op verschillende fronten door, waaronder het toevoegen van meer kleuren, texturen en stofachtige kenmerken aan het materiaal. Het aanpassen van een materiaal dat al massaal is geproduceerd voor de batterijindustrie, zou het gemakkelijker kunnen maken om producten te maken.

"Als je een textiel wilt maken, moet je enorme volumes goedkoop kunnen maken", zegt Cui.

Het onderzoek opent nieuwe wegen voor onderzoek om dingen te koelen of te verwarmen, passief, zonder gebruik te maken van externe energie, door materialen af ​​te stemmen om infraroodstraling te verdrijven of op te sluiten, zegt Fan.

"Achteraf gezien, ziet een deel van wat we hebben gedaan er heel eenvoudig uit, maar het komt omdat weinigen echt hebben gekeken naar het ontwerpen van de stralingskenmerken van textiel."

Bron: Stanford University

Verwante Boeken

at

breken

Bedankt voor het bezoeken InnerSelf.com, waar er zijn 20,000+ levensveranderende artikelen waarin ‘nieuwe attitudes en nieuwe mogelijkheden’ worden gepromoot. Alle artikelen zijn vertaald naar 30+ talen. Inschrijven aan InnerSelf Magazine, dat wekelijks verschijnt, en Marie T Russell's Daily Inspiration. InnerSelf Magazine verschijnt sinds 1985.