Hidegben fűt, melegben hűt a csúcstechnológiával előállított szövet

Belga kutatók fejlesztése a szövet, melynek viselete melegen tartja a testet, míg kifordítva lehűti. Muluneh Abebe és kollégái a Mons-i Egyetemen a prototípuson szimulációk segítségével kimutatták, hogy a „Janus szövet” infravörös sugárzást kibocsátó tulajdonságai lehetővé teszik, hogy rendkívül széles hőmérséklet-tartományban kényelmesen viselhető legyen.

Mikor beltéri környezetben, nyugalomban vagyunk, testünk hőjének körülbelül a fele kerül át a környező levegőbe. Ahhoz, hogy melegen maradjunk, egyszerűen lelassíthatjuk ezeket a folyamatokat, ha réteges ruházatot veszünk fel. A nyugalomban történő hőveszteség másik 50%-át azonban a bőrről és a ruházat felületéről kibocsátott infravörös sugárzás adja. A cél tehát a sugárzási veszteségnek a csökkentése – vagy növelése a hűtés javítása érdekében.

Korábbi tanulmányokban kutatók már kimutatták, hogy egyes anyagok képesek elnyelni a viselőjük bőréről érkező infravörös sugárzást, amit aztán egy erősen sugárzó külső felületen keresztül engednek távozni. Ennek hatására a ruházat viselője meleg környezetben is hűvösen marad.

Eddig azonban ezek a hűsítő szövetek nagyrészt vízhatlan membránokból álltak, amelyek a levegőt és a nedvességet a bőrön tartják, így viselésük rendkívül kényelmetlen volt. Abebe csapatának figyelme ezért a fotonikusan tervezett textíliák felé fordult: ezek az infravörös sugárzást kibocsátó és elnyelő elemeket integrálják rugalmas szövetekbe.

Tanulmányukban egy 20 µm vastag Janus szövet elméleti tervét mutatták be. Az anyag két egymásba szőtt oldala két különböző - dielektromos és fémes - szálból áll, amelyek mindegyike nagyon eltérő infravörös sugárzási tulajdonságokkal rendelkezik. Míg az egyik oldalon a dielektromos szálak nagy mennyiségű sugárzást képesek kibocsátani; a másik oldalon a fémszálak alacsony sugárzási képességgel rendelkeznek.

Aszimmetrikus szövetük teszteléséhez a csapat hőtani modellt használt, hogy kiszámítsa az egyes oldalak infravörös áteresztési, visszaverődési és abszorpciós tulajdonságai közötti különbségeket. Felfedezték, hogy ha a Janus textíliát úgy viselik, hogy a dielektromos szálak a bőrhöz érnek, akkor nagy mennyiségű sugárzás távozását lehet megakadályozni - így a viselője már 11°C-os hőmérsékleten is kellemesen meleg marad. Ha azonban a szövetet kifordítják, akkor ugyanannyi sugárzást bocsát ki, mint a csupasz bőr, és így a viselője akár 24°C-os hőmérsékleten is hűvösnek érzi magát.

Ráadásul e passzív fűtési és hűtési képességek mellett a Janus textília vékony és rugalmas. A szálak közötti hézagok lehetővé teszik, hogy a nedvesség távozzon a testtől – így biztosítva a viselő számára a kényelmet.

A magas gyártási költségek miatt az ilyen, mondhatni kísérleti fázisban tartó, megfordítható szövetek nem fognak egyhamar megjelenni a ruhatárunkban. Remélhető, hogy további kutatásokkal eljutnak a gyártható Janus szövetek megoldásáig.

Borítóképünk illusztráció