Neue Textilien könnten Sie in der Hitze kühl und in der Kälte warm halten
Derselbe Stoff kann beide Funktionen erfüllen
Stellen Sie sich ein einzelnes Kleidungsstück vor, das sich an wechselnde Wetterbedingungen anpassen und seinen Träger in der Mittagshitze kühl, aber warm halten könnte, wenn am Abend ein Sturm aufzieht. Zusätzlich zum Tragen im Freien könnte solche Kleidung auch drinnen getragen werden, was den Bedarf an Klimaanlagen oder Wärme drastisch reduzieren würde. Nun haben Forscher, die in ACS Applied Materials & Interfaces berichten, ein starkes, komfortables Gewebe hergestellt, das die Haut ohne Energiezufuhr erwärmt und kühlt.
Eine mikrostrukturierte Faser (links) enthält Poren (rechts), die mit einem phasenändernden Material gefüllt werden können, das Wärmeenergie absorbiert und abgibt.
ACS Applied Materials & Interfaces 2020, DOI: 10.1021/acsami.0c02300
"Intelligente Textilien", die den Träger wärmen oder kühlen können, sind nichts Neues, aber normalerweise kann derselbe Stoff nicht beide Funktionen erfüllen. Diese Textilien haben aber auch andere Nachteile - sie können sperrig, schwer, zerbrechlich und teuer sein. Viele benötigen eine externe Stromquelle. Guangming Tao und seine Kollegen wollten ein praktischeres Textil für das persönliche Wärmemanagement entwickeln, das all diese Einschränkungen überwinden könnte.
Die Forscher haben Seide und Chitosan, ein Material aus dem harten Außenskelett von Schalentieren, zu farbigen Fasern mit porösen Mikrostrukturen gefriergesponnen. Sie füllten die Poren mit Polyethylenglykol (PEG), einem phasenverändernden Polymer, das Wärmeenergie absorbiert und abgibt. Dann beschichteten sie die Fäden mit Polydimethylsiloxan, um ein Auslaufen des flüssigen PEG zu verhindern. Die daraus resultierenden Fasern waren stark, flexibel und wasserabweisend. Um die Fasern zu testen, woben die Forscher sie in ein Stück Stoff ein, das sie in einen Polyesterhandschuh legten. Wenn eine Person, die den Handschuh trug, ihre Hand in eine heiße Kammer (122 F) legte, absorbierte das feste PEG Wärme aus der Umgebung, schmolz zu einer Flüssigkeit und kühlte die Haut unter dem Pflaster. Als die Hand mit dem Handschuh dann in eine Kältekammer (50 F) kam, verfestigte sich das PEG, gab Wärme ab und erwärmte die Haut. Das Verfahren zur Herstellung des Gewebes ist mit der bestehenden Textilindustrie kompatibel und könnte für die Massenproduktion hochskaliert werden, sagen die Forscher.
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