Seit Jahrzehnten sind High-Tech-Thermo-Gewebe eine ständige Innovation, die Marathonläufer kühl hält oder Bergsteiger warm hält. Kein Material hat seine thermischen Eigenschaften je nach den Umgebungsbedingungen verändert.
Forscher an der Universität von Maryland haben einen Stoff geschaffen, der die Wärme automatisch regulieren kann. In warmen, feuchten Bedingungen lässt der Stoff Infrarotstrahlung (Wärme) durch, z. B. in verschwitzten Körperbereichen, und verliert dabei Wärme. Wenn das Wetter kühl und trocken ist, verringert der Stoff den Wärmeverlust. Der Stoff besteht aus speziell entwickelten Garnen, die mit beschichtet sindKohlenstoff-Nanoröhren. Unter heißen und feuchten Bedingungen schrumpft das Garn und aktiviert die Beschichtung, wodurch sich der interaktive Weg des Stoffs und der Infrarotstrahlung ändert. Die Forscher nennen diesen Effekt des Gewebes als "Gating" der Infrarotstrahlung. Dies ist die erste Technologie, die sich dynamisch bewegt Infrarotstrahlung kontrollieren.
Das Untergarn des neuen Gewebes besteht aus Fasern aus zwei verschiedenen synthetischen Materialien, von denen einer Wasser absorbiert und der andere wasserdicht ist. Die Oberfläche des Garns ist mit einer Beschichtung aus Kohlenstoffnanoröhren bedeckt. Da das Fasermaterial sowohl hydrophob als auch hydrophil ist, erscheint die Faser, wenn sie der feuchten Umgebung ausgesetzt wird, Verwerfungsphänomen. Durch diesen Effekt bindet das Garn enger aneinander, wodurch zwei Effekte entstehen. Erstens öffnet es die Poren im Gewebe, wodurch die Wärme leichter entweichen kann und ein schwacher Kühleffekt entsteht. Zweitens ändert es die elektromagnetische Kopplung zwischen den Kohlenstoffnanoröhren in der Beschichtung.
Dies ist eine sehr einfache Möglichkeit, sich die elektromagnetischen Wellen, die zwei Antennen empfangen, anzupassen, indem sie sie sehr nahe zusammenbringen. Wenn die Fasern näher zusammenkommen, ändert sich ihre Strahlenbelastung. In Kleidung bedeutet dies, dass der Stoff mit der vom Körper abgegebenen Wärme interagiert. Je nach Einstellung blockiert der Stoff entweder Infrarotstrahlung oder lässt ihn passieren. Dies geschieht fast augenblicklich, so dass die Kleidung erst gekühlt wird, bevor sie merkt, dass sie heiß werden. Wenn sich ein Objekt abkühlt, arbeitet der dynamische Gattermechanismus umgekehrt, um Wärme aufzunehmen.
"der menschliche körper ist der perfekte heizkörper", sagt min ouyang, Physikprofessor an der Universität von Maryland. Im Laufe der Geschichte scheint die einzige Möglichkeit, die Körpertemperatur zu regulieren, das Tragen und Ausziehen gewesen zu sein. Unser neuer Stoff ist ein echter Zwei-Wege-Regler. Ray Baughman, Professor an der University of Texas, sagte, die Arbeit biete eine neue Möglichkeit, den Tragekomfort zu regulieren.
Während die Studie alles andere als kommerziell ist, sind die Forscher der Ansicht, dass zwei Hauptvorteile des neuen Gewebes nicht zu übersehen sind, einer ist die leichte Verfügbarkeit von Fasermaterialien, der andere ist in der Lage, Carbon-Nanotube-Beschichtungen zum Standardfärbeverfahren hinzuzufügen. prof ouyang sagte: "Ich finde es sehr spannend, dieses" Gating "-Phänomen anwenden zu können, um die Leistung von Stoffen zu verbessern."
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