Je leest:

Een dekentje dat de oververhitte drager automatisch koelt

Een dekentje dat de oververhitte drager automatisch koelt

Auteur: | 8 februari 2019
Faye Levine/University of Maryland

Amerikaanse wetenschappers hebben een textiel gemaakt dat warmte reflecteert en vasthoudt tot het moment dat de drager begint te zweten. De stof van garen met een coating van zogenoemde koolstofnanobuisjes kan een prima thermostaat zijn voor onze kleding.

Een infraroodfoto van een persoon met kleding. Stof is doorgaans niet zo goed in het tegenhouden of reflecteren van de warmtestraling van een lichaam. De meeste warmtestraling van een lichaam heeft een golflengte van rond de tien micrometer.

Nu onze (sport)kleding al enige tijd ‘ademt’ gaan onderzoekers een stapje verder. Ze maken nu een stukje hightech textiel dat, afhankelijk van de luchtvochtigheid, warmtestraling weerspiegelt of juist doorlaat. Het is als een dekentje dat warmte vasthoudt maar automatisch doorlaat wanneer de drager oververhit en bezweet raakt.

Bij vochtige omstandigheden trekken de vezels in de stof samen en laten tot ruim 35 procent meer infrarode straling (ook wel warmtestraling) door. Dit principe kan dienen als basis voor kleding met een automatische warmteregeling. De onderzoekers van de Universiteit van Maryland publiceren de resultaten vandaag in het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Reflectie van warmte

Het recept voor de stof is voor een gedeelte afgekeken van al bestaande ademende sportkleding, waarvan het ventilerende vermogen afhankelijk is van de luchtvochtigheid. Dat werkt bijvoorbeeld met garen gemaakt van zowel vochtabsorberend als vochtafstotend materiaal, zoals cellulose en triacetaat. In aanraking met vocht trekken de vezels samen waardoor de poriën in de stof zich vergroten. Het textiel herstelt zich weer als het droger wordt.

Koolstofnanobuisjes zijn microscopische buisjes gemaakt van een soort moleculair kippengaas van puur koolstof.

De Amerikaanse wetenschappers pasten daarnaast de warmtereflecterende eigenschappen van de kleding aan. Volgens hen verloopt zo’n veertig procent van de warmte-uitwisseling van een lichaam met de omgeving via het uitzenden van infrarode straling.

De wetenschappers namen het bekende recept voor krimpgaren en coaten met zogenoemde koolfstofnanobuisjes. Dat zijn microscopische buisjes die gemaakt zijn van een soort moleculair kippengaas van puur koolstof. Het is al langer bekend dat de buisjes goed zijn in het geleiden van warmte, maar ook in het reflecteren van elektromagnetische straling zoals infrarood. Bovendien hechten ze zich makkelijk aan garen in een textiel.

Het idee erachter is dat wanneer de vezels in het garen dichter bij elkaar komen te zitten (als het vochtig is) ook de afstand tussen de koolstofnanobuisjes op de naast elkaar liggende vezels kleiner wordt. Dat vermindert het vermogen om infrarode straling te weerkaatsen.

Uitgelicht door de redactie

Astronomie
Nobelprijs natuurkunde voor kosmologie en exoplaneten

Scheikunde
Nobelprijs scheikunde voor uitvinders lithium-ion-batterij

Geesteswetenschappen
Nobelprijs voor Literatuur ‘een behoudende keuze’

Veiligheid

Wanneer de onderzoekers in een experiment de luchtvochtigheid van vijf naar negentig procent opschroeven, overeenkomstig een zwetend persoon, laat de stof tot ruim 35 procent meer warmtestraling door. Deze verandering is bovendien snel (binnen een minuut) en omkeerbaar. De verhoogde doorlaatbaarheid van warmtestraling gaat bovendien hand in hand met de vergroting van de poriën voor een efficiëntere ventilatie.

De onderzoekers breiden een stuk stof van een halve vierkante meter groot, waarmee ze volgens eigen zeggen aantonen dat het proces ‘schaalbaar’ is. Maar ze geven toe dat er nog veel onderzoek moet gebeuren voordat deze nanotechnologie in onze garderobe hangt. Bijvoorbeeld naar de veiligheid van het gebruik van koolstofnanobuizen, waar andere wetenschappers nogal eens hun zorgen over uiten.

Bron

  • Zhang X. et al., Dynamic gating of infrared radiation in a textile, Science (8 februari 2019), DOI:10.1126/science.aau1217
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 februari 2019

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.