Kühlende Kleidung aus Frischhaltefolie

Nanostrukturierte Membran aus Polyethylen lässt Wärmestrahlung passieren und blockiert sichtbares Licht
Kühlgewebe aus nanoporösen Frischhaltefolie
Kühlgewebe aus nanoporösen Frischhaltefolie
© Yi Cui et al, Stanford University
Stanford (USA) - Moderne Fasern in Sportkleidung sind beim Schwitzen schon recht gut durchlässig für Feuchtigkeit. Doch nun lockt ein neuer kühlender Stoff für heiße Tage. Ein neues Textilgewebe kann den Körper wirksam kühlen. Kalifornische Materialforscher nutzten dazu eine dünne Schicht aus Polyethylen. Ein Material, das auch für Frischhaltefolie verwendet wird. Wie sie in der Fachzeitschrift „Science“ berichten, lässt eine nanoporöse Folie Wärmestrahlung problemlos passieren, blieb für sichtbares Licht aber völlig undurchsichtig. Mit Kleidung aus diesem Material sollen bis zu zwei Grad höhere Temperaturen etwa in Büroräumen möglich sein, ohne dass jemand ins Schwitzen kommt. Der Strombedarf vom Klimaanlagen ließe sich so deutlich reduzieren.

„Wenn die Menschen statt eines Gebäudes gekühlt werden, lässt sich viel Energie sparen“, sagt Yi Cui, Leiter einer Arbeitsgruppe für Nanomaterialien an der Stanford University. Für sein neuartiges Gewebe griffen er und seine Kollegen zu einer nanoporösen Polyethylenfolie, die als Membran in Lithiumionen-Akkus bereits verwendet wird. Die Größe der Poren lag zwischen 50 und 1000 Nanometer. Wärmestrahlung, wie sie der menschliche Körper permanent abgibt, konnte die Folie zu 95 Prozent durchdringen. Sichtbares Licht wurde dagegen an den Nanoporen effizient gestreut. Dadurch erhielt die Folie eine mattweiße Farbe und war – anders als Frischhaltefolie aus dem gleichen Material – völlig undurchsichtig.

Zusätzlich durchlöcherten Cui und Kollegen die nanoporöse Folie mit zahlreichen Mikronadeln und beschichteten das Material mit hydrophilen, wasserliebenden Polydopamin. Nach dieser Behandlung konnte Feuchtigkeit die Folie durch die mit bloßem Auge nicht sichtbaren Mikrolöcher problemlos passieren. Um diese Kühlfolie in einen tragbaren Stoff zu verwandeln, pressten die Forscher ein grobes Stützgewebe aus Baumwolle mit zwei nanoporösen Polyethylen-Folien zusammen. Es entstand ein Textilgewebe, das in Dicke und Stabilität mit einem dünnen Stoff aus reiner Baumwolle vergleichbar war.

Mit einer kleinen Wärmeplatte analysierten die Wissenschaftler die passiv kühlenden Eigenschaften ihres neuen Gewebes. So drang knapp 80 Prozent der Wärmestrahlung, wie sie auch von einem menschlichen Körper erzeugt wird, durch. Sichtbares Licht wurde fast völlig blockiert. Ein gleich dicker Baumwollstoff dagegen blockierte nahezu die komplette Wärmestrahlung.

Wer nun ein Hemd aus diesem Kühlgewebe statt aus Baumwolle trüge, könnte leicht um zwei Grad höhere Raumtemperaturen aushalten ohne ins Schwitzen zu kommen. Yi Cui kann sich nun vorstellen, dass aus seinem Kühlgewebe schon bald Textilien oder auch Campingzelte geschneidert werden. Zum Einfärben des weißen Polyethylenstoffs sucht er aber noch nach Farbstoffen, die die Wärmedurchlässigkeit nicht verringern.

© Wissenschaft aktuell


 

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