I nuovi vestiti avvolgere la cucina ci avrebbero aiutato a rimanere freschi

Se tessuto nell'abbigliamento, un nuovo tessuto a base di materie plastiche a basso costo potrebbe raffreddare il tuo corpo in modo molto più efficiente di quanto sia possibile con i tessuti naturali o sintetici negli abiti che indossiamo oggi.

Gli scienziati dicono che la nuova famiglia di tessuti potrebbe diventare la base per i capi che mantengono la gente fresca nei climi caldi senza aria condizionata.

"Se riesci a raffreddare la persona piuttosto che l'edificio in cui lavorano o vivi, risparmierai energia", dice Yi Cui, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria presso la Stanford University.

Descritto nel diario Scienze, il nuovo materiale funziona permettendo al corpo di scaricare calore in due modi che farebbero sentire a chi lo indossa quasi 4 gradi Fahrenheit più freddo rispetto a quando indossano vestiti di cotone.

Si raffredda lasciando evaporare il sudore attraverso il materiale, qualcosa che i tessuti normali già fanno. Ma il materiale fornisce un secondo, rivoluzionario meccanismo di raffreddamento: permettere al calore che il corpo emette come radiazione infrarossa di passare attraverso il tessuto di plastica.

Tutti gli oggetti, compreso il nostro corpo, eliminano il calore sotto forma di radiazione infrarossa, una lunghezza d'onda invisibile e benigna della luce. Le coperte ci riscaldano intrappolando le emissioni di calore a infrarossi vicino al corpo. La radiazione termica che sfugge ai nostri corpi è ciò che ci rende visibili al buio attraverso gli occhiali per la visione notturna.

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"Quaranta a 60 percento del nostro calore corporeo viene dissipato come radiazione infrarossa quando siamo seduti in un ufficio", dice Shanhui Fan, professore di ingegneria elettrica specializzato in fotonica, che è lo studio della luce visibile e invisibile. "Ma fino ad ora c'è stata poca o nessuna ricerca sulla progettazione delle caratteristiche di irraggiamento termico dei tessuti".

Miglioramento sulla pellicola di plastica

Per sviluppare il tessuto, i ricercatori hanno mescolato nanotecnologia, fotonica e chimica per dare al polietilene - la plastica chiara e appiccicosa che usiamo come involucro della cucina - una serie di caratteristiche desiderabili nel materiale dell'abbigliamento: consente alle radiazioni termiche, all'aria e al vapore acqueo di passare attraverso ed è opaco alla luce visibile.

L'attributo più semplice era quello di consentire alle radiazioni infrarosse di passare attraverso il materiale, perché questa è una caratteristica dell'involucro di cibo in polietilene ordinario. Certo, la plastica della cucina è impermeabile all'acqua rendendola inutilizzabile come abbigliamento. Anche il fatto che sia trasparente non aiuta molto. I ricercatori hanno affrontato queste carenze uno alla volta.

In primo luogo, hanno trovato una variante di polietilene comunemente utilizzata nella produzione di batterie che ha una nanostruttura specifica che è opaca alla luce visibile, ma è trasparente alla radiazione infrarossa, che potrebbe far uscire il calore corporeo. Ciò forniva un materiale di base che era opaco alla luce visibile per motivi di modestia ma termicamente trasparente ai fini dell'efficienza energetica.

Hanno poi modificato il polietilene industriale trattandolo con sostanze chimiche benigne per consentire alle molecole di vapore acqueo di evaporare attraverso i nanopori nella plastica, consentendo alla plastica di respirare come una fibra naturale, dice il post-dottorato Po-Chun Hsu.

Ciò ha portato a un materiale a foglio singolo che soddisfa i tre criteri di base per un tessuto di raffreddamento. Per rendere questo materiale sottile più simile al tessuto, hanno creato una versione a tre strati: due fogli di polietilene trattato separati da una rete di cotone per resistenza e spessore.

Più fresco del cotone

Per testare il potenziale di raffreddamento del loro modello a tre strati rispetto a un tessuto di cotone di spessore simile, hanno posizionato un piccolo campione di ciascun materiale su una superficie calda come la pelle nuda e misurato la quantità di calore che ogni materiale intrappolava.

"Indossare qualsiasi cosa intrappola il calore e rende la pelle più calda", dice Fan. "Se la dissipazione delle radiazioni termiche fosse la nostra unica preoccupazione, allora sarebbe meglio non indossare nulla".

Il confronto ha dimostrato che il tessuto di cotone rendeva la superficie della pelle 3.6 F più calda rispetto al loro tessuto di raffreddamento. La differenza significa che una persona vestita con il nuovo materiale potrebbe sentirsi meno incline ad accendere un ventilatore o un condizionatore d'aria.

Il lavoro continua su diversi fronti, incluso l'aggiunta di più colori, trame e caratteristiche simili al tessuto al materiale. Adattare un materiale già prodotto in serie per l'industria delle batterie potrebbe facilitare la creazione di prodotti.

"Se vuoi creare un tessuto, devi essere in grado di realizzare enormi volumi a basso costo", dice Cui.

La ricerca apre nuove vie di ricerca per raffreddare o riscaldare le cose, passivamente, senza l'uso di energia esterna, sintonizzando i materiali per dissipare o intrappolare le radiazioni infrarosse, dice Fan.

"Con il senno di poi, un po 'di quello che abbiamo fatto sembra molto semplice, ma è perché pochi hanno davvero studiato le caratteristiche della radiazione dei tessuti".

Fonte: Università di Stanford

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