Nieuw textiel is lekker warm én koel
Omdat de doorlaatbaarheid van warmte zich aanpast, is een nieuw metatextiel geschikt voor zowel warm als koud weer. Maar het zal nog jaren duren eer het in de winkel komt.
Er zijn ‘slimme’ stoffen die sporters koel houden en er zijn stoffen die sneeuwwandelaars warm houden. Nu is er voor het eerst een materiaal gemaakt dat het allebei kan. De stof, ontwikkeld door Amerikaanse onderzoekers, isoleert als je huid droog en koud is en voert warmte af als je huid zweterig en warm is. Dat betekent: nooit meer lagen kleding uittrekken als je tijdens een flinke wandeling opwarmt. Of iets extra’s aantrekken wanneer je het koud krijgt achter je bureau. Dit nieuwe textiel past zich vanzelf aan je lichaamstemperatuur aan, zo melden de onderzoekers in Science.
Lichaamswarmte wordt grotendeels uitgestraald in de vorm van infraroodstraling. Daarom lichten we in het donker op op infraroodcamera’s. Om af te koelen of warm te blijven, zou het efficient zijn om die straling actief vast te houden of juist door te laten. Het nieuwe, zogenoemde metatextiel, kan dat. Het laat meer of minder infraroodstraling door, afhankelijk van de vochtigheid (zweet) en temperatuur. Dat gaat vanzelf, er is geen batterij of andere energiebron nodig.
Dik en dun
De basis van het nieuwe textiel bestaat uit vezels van de kunststof cellulosetriacetaat. Dat wordt al gebruikt voor ‘ademende’ sportkleding. Het cellulose in de vezels is hydrofiel: het neemt gemakkelijk water op. Het triacetaat is hydrofoob: het stoot water af. Deze combinatie maakt dat de vezels kromtrekken als ze vochtig worden. Daardoor komen ze dichter bij elkaar te liggen. De draden die uit deze vezels bestaan, worden daardoor dunner en er ontstaan meer openingen (poriën) in de stof. Zo kan de warmte naar buiten en koelt de huid af. Als de stof droog is, staan de vezels uit elkaar, zijn de draden dikker en wordt de warmte binnengehouden.
Dit ventileren helpt een beetje om de temperatuur te controleren. Maar bij het nieuwe metatextiel wordt de grootste winst behaald door de doorlaatbaarheid van de infraroodstraling te sturen. Daartoe bedekten de onderzoekers hun vezels met een laagje koolstofnanobuisjes. Dat zijn minuscule, holle buisjes van koolstof, die elektriciteit kunnen geleiden, flexibel zijn en weinig wegen.
Als de metavezels nat worden, komen ze dicht bij elkaar te liggen door kromtrekkend cellulosetriacetaat. Daardoor komen ook de geleidende koolstofbuisjes dichter bij elkaar. Dat maakt dat ze anders reageren op infraroodstraling.
‘Je kunt het vergelijken met radioantennes’, zegt YuHuang Wang, hoogleraar aan de Universiteit van Maryland, in een persbericht. Die ontvangen los van elkaar elk een bepaalde radiofrequentie. ‘Als je die twee antennes dicht bij elkaar brengt, vangen ze samen een andere frequentie op.’ De structuur van het laagje koolstofbuisjes is zo gekozen dat ze infraroodstraling blokkeren als de vezels ver bij elkaar vandaan zijn en de straling doorlaten als ze dicht tegen elkaar aan liggen.
Warm en vochtig
Als de metavezels warm en vochtig worden, is er niet alleen meer ruimte voor ventilatie, maar
Het metatextiel kan geverfd worden en na twintig wasbeurten werkte het nog naar behoren
kan er ook meer infraroodstraling ontsnappen. Deze veranderingen in de metavezels gaan snel en zijn kleinschalig. Ze vervormen het kledingstuk niet zichtbaar. Je collega’s kunnen dus niet aan je shirt zien of je het warm of koud hebt.
En als het regent? Door het vocht zal het textiel gaan koelen. ‘Je hebt dus een extra kledinglaag nodig om de regen tegen te houden’, mailt Wang.
Voor het experiment breiden de onderzoekers een witte lap van een halve vierkante meter groot. Bij een luchtvochtigheid van 80 procent liet het metatextiel tot 35 procent meer infraroodstraling door dan een lapje polyester.
De onderzoekers hebben ook aangetoond dat het metatextiel prima gewassen en geverfd kan worden. Na twintig wasbeurten werkte het nog naar behoren en dat was ook zo als het fluorescerend roze, geel of oranje werd geverfd.
Het metatextiel is nog niet getest voor gebruik als kleding. Daarvoor moet de veiligheid nog uitgebreider bestudeerd worden. Het zal nog jaren duren voordat er metashirtjes in de winkel hangen. Een lapje metatextiel (boven) en de vezels waaraan het zijn wonderlijke eigenschappen dankt.