Om op warme dagen koel te blijven in je kleding hebben Amerikaanse materiaalwetenschappers een slimme truc bedacht. Ze voorzien een stof van gaatjes van enkele tientallen nanometers groot. Daardoor weerkaatst de stof nog steeds zichtbaar licht – en sta je dus niet in je nakie –, maar laat het wel het infrarood licht door dat je lichaam uitstraalt. Zo krijg je het minder warm. Op termijn belooft het nanoporeuze textiel ook koelere tenten, gebouwen en voertuigen.
Veel kleding is gemaakt om je warm te houden. Het laagje stilstaande lucht dat in een wollen trui zit, werkt bijvoorbeeld als een goede isolator. Het gaat warmtegeleiding grotendeels tegen, waardoor de warmte van je lichaam grotendeels binnen de trui blijft.
Het is een grotere uitdaging om je lichaam wat te koelen, bijvoorbeeld bij warm weer. Er is sportkleding die ademt, waardoor je lichaam kan afkoelen, maar dat werkt alleen wanneer je zweet. Niet echt ideaal in een dagelijkse omgeving, waar je juist zoveel mogelijk transpiratie wilt voorkomen.
Gaatjes
Daarom komen onderzoekers van Stanford University in de VS nu met een slimme aanpak. Ze nemen polyetheen (het plastic van boterhamzakjes) en maken een nieuwe, functionele stof van door er honderdduizenden gaatjes in aan te brengen.
De grootte van de gaatjes is hier van belang: doordat ze tussen de 50 en 1000 nm groot zijn (zie de microscoopopname links), laten ze infraroodstraling door. Die heeft namelijk golflengtes tussen 7 en 14 µm (1 µm = 1000 nm); een aantal ordes groter dus. Tegelijkertijd weerkaatst zichtbaar licht – met golflengtes tussen 400 en 700 nm – tegen de stof, zodat je er niet doorheen kunt kijken.
Koelend effect
Zou je de experimentele stof verwerken in een kledingstuk, dan gaat de infraroodstraling die het lichaam uitzendt er grotendeels doorheen; zo’n 90 % volgens de onderzoekers. Op die manier heeft de polyetheen-stof dus een koelend effect op de drager.
Met een apparaatje simuleerden de onderzoekers de temperatuur ter hoogte van de huid. Door dit af te dekken met het ‘nano-polyetheen’ ging de temperatuur van de nephuid met 2,7 graden omlaag. De onderzoekers verwachten dat hierdoor de airco op termijn minder hard hoeft te draaien, wat een energiebesparing kan opleveren.
Ademend
Polyetheen is niet bepaald een comfortabele stof om te dragen. Om hem wat meer ademend te maken, hebben de onderzoekers de stof chemisch zodanig aangepast dat hij water kan afvoeren. Waarschijnlijk zal dit niet voldoende zijn om koelende kleding van polyetheen op de markt te brengen. De zoektocht naar andere materialen, waar dezelfde koelende nanoporiën in aan te brengen zijn, is dan ook in volle gang.
Deze animatie legt goed uit hoe de stof met nanoporiën werkt:
Video: Stanford University
Ook vakblad Science heeft een mooie animatie gemaakt:
Video: Science
Illustraties: Hsu et al., Science, 2 september 2016.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.