Ein Team von Forschern hat ein Material für Klamotten entwickelt, was je nach Zustand des Trägers entweder wärmt oder Temperatur und Feuchtigkeit durch winzige Klappen nach außen entweichen lässt. Der Mechanismus beruht dabei auf physikalischen Prinzipen und benötigt keinerlei Energie. Durch die besondere Zusammensetzung des Materials könnte es bei Anwendung in Kleidungsstücken die Temperatur automatisch an das Wohlbefinden des Trägers anpassen. In einem Bericht, den das Team im Fachjournal „Science Advances“ veröffentlichten, stellen sie ihre Entwicklung vor.
Winzige Klappen lassen Wärme entweichen
Im Winter reichen oft kleine Temperaturunterschiede, um wohlig warm angezogenen einen Schweißausbruch zu bereiten. Vor allem in Bewegung, zum Beispiel beim Skifahren oder anderen Aktivitäten, wird es unter den isolierenden Schichten von Kleidungsstücken oft sehr warm. Fällt die Temperatur jetzt wieder oder hört der Sportler auf sich zu bewegen, führen die nassen Kleidungsstücke gerne mal zu Kälteschauern und Unterkühlung.
Viele nutzen deswegen den sogenannten „Zwiebel-Look“, bei dem mehrere Schichten von Kleidungsstücken übereinander getragen werden, um bei Bedarf etwas an- oder ausziehen zu können. Mit der neuen Entwicklung von Forschern der Universität Duke könnte dies in der Zukunft überfällig werden. Immer wieder entwickeln sie Materialien, die Kleidungsstücke sich selbst an die Temperatur anpassen lassen. Ihre neuste Entwicklung könnte wegweisend sein.
Das neu entwickelte Material ist ein leichter Stoff, der bei Trockenheit die thermische Energie behält, bei Nässe allerdings winzige Poren öffnet, damit Feuchtigkeit und Temperatur nach außen entweichen können. Sobald das Material wieder trocken ist, schließen sich die Poren und wärmen den Träger wieder auf. Durch das geringe Gewicht des neu entwickelten Materials lasse es sich optimal als Flicken auf Kleidungsstücken platzieren. „Menschen, die bei kälterem Wetter Ski fahren oder wandern, tragen in der Regel mehrere Schichten, damit sie den Wärmestau in ihrer Kleidung anpassen können, wenn sich ihr Körper aufheizt“, erklärt die Autorin Po-Chun Hsu, wie phys.org berichtet. „Durch die strategische Platzierung von Flicken aus einem Material, das die Wärme abgibt, wenn eine Person schwitzt, könnte man sich vorstellen, ein Einteiler-Textil herzustellen, das für alle passt.“
Material könnte Temperatur unter Klamotten um 30 % anpassen
In der Vergangenheit forschte das Team an einem Material aus Nylon, da dieses einerseits billig ist und andererseits die Eigenschaft hat, dass es sich bei Kontakt mit Feuchtigkeit aufrollt, wenn es in kleine Laschen geschnitten wird. Da die Dünne des Kunststoffes es allerdings schwer macht, warme Kleidung herzustellen, suchten die Forscher nach einem isolierenden Material, dass über die Nylon-Schicht gelegt werden kann. Hsu experimentierte daraufhin mit Silber, erwartete allerdings, dass das Gewicht des Edelmetalls das Aufrollen der Laschen verhindere. Bei einer optimalen Dicke von 50 Nanometern konnten die Wissenschaftler aber beobachten, dass die Laschen mit der Silberbeschichtung sich sogar stärker aufrollen als ohne. „Es ist überraschend und kontraintuitiv, aber wenn man einem Polymer etwas Schweres hinzufügt, kann es sich tatsächlich mehr biegen und öffnen“, erklärt die Mitautorin Cate Brinson. „Es läuft darauf hinaus, dass das Silber schrumpft und das Nylon sich ausdehnt“.
In ihren Experimenten entwickelte das Team ein Stück Stoff des Materials, das in etwa so groß wie eine menschliche Hand ist. Es kam heraus, dass es mit geschlossenen Klappen 16 % wärmer als traditionelle Stoffe aus Polyester und Spandex ist, bei geöffneten Klappen allerdings 14 % kühler. So könnte das Material die Zone der Wohlfühltemperatur um 30 % steigern. In der Zukunft will Hsu und das Team nun die Größe der Klappen verringern, um eine breite Anwendung zu ermöglichen. „Ich gehe davon aus, dass wir diesen Effekt erzielen können, ohne dass es aussieht, als würden wir ein Kostüm tragen, wenn wir das richtige Laserschneideverfahren finden, um sehr kleine Klappen zu erzeugen und den Flicken an der Kleidung zu befestigen“, hofft Hsu.
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