Los ingenieros de Stanford han desarrollado un textil de bajo costo a base de plástico que, si se entrelaza con la ropa, podría enfriar su cuerpo de manera mucho más eficiente de lo que es posible con las telas naturales o sintéticas en la ropa que usamos hoy.
Describiendo su trabajo en ciencia , los investigadores sugieren que esta nueva familia de telas podría convertirse en la base de prendas que mantengan a las personas frescas en climas cálidos sin aire acondicionado.
"Si puedes enfriar a la persona en lugar del edificio donde trabaja o vive, eso ahorrará energía", dijo Yi Cui, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales y ciencia de fotones en Stanford.
Este nuevo material funciona al permitir que el cuerpo descargue calor de dos maneras que harán que el usuario se sienta casi 4 grados Fahrenheit más fresco que si usara ropa de algodón.
El material se enfría al permitir que la transpiración se evapore a través del material, algo que las telas comunes ya hacen. Pero el material Stanford proporciona un segundo mecanismo revolucionario de enfriamiento: permite que el calor que emite el cuerpo como radiación infrarroja pase a través del tejido plástico.
Todos los objetos, incluidos nuestros cuerpos, arrojan calor en forma de radiación infrarroja, una longitud de onda invisible y benigna de luz. Las mantas nos calientan atrapando las emisiones de calor infrarrojo cerca del cuerpo. Esta radiación térmica que escapa de nuestros cuerpos es lo que hacenosotros visibles en la oscuridad a través de gafas de visión nocturna.
"Cuarenta a 60 por ciento de nuestro calor corporal se disipa como radiación infrarroja cuando estamos sentados en una oficina", dijo Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica que se especializa en fotónica, que es el estudio de la luz visible e invisible ".Pero hasta ahora ha habido poca o ninguna investigación sobre el diseño de las características de radiación térmica de los textiles ".
envoltura de cocina súper potente
Para desarrollar su tejido de enfriamiento, los investigadores de Stanford combinaron nanotecnología, fotónica y química para dar al polietileno, el plástico transparente y pegajoso que usamos como envoltura de cocina, una serie de características deseables en el material de la ropa: permite la radiación térmica, el aire yel vapor de agua pasa a través y es opaco a la luz visible.
El atributo más fácil era permitir que la radiación infrarroja pasara a través del material, porque esta es una característica de la envoltura de alimentos de polietileno ordinario. Por supuesto, el plástico de la cocina es impermeable al agua y también es transparente, lo que lo hace inútil como ropa.
Los investigadores de Stanford abordaron estas deficiencias una por una.
Primero, encontraron una variante de polietileno de uso común en la fabricación de baterías que tiene una nanoestructura específica que es opaca a la luz visible pero que es transparente a la radiación infrarroja, lo que podría dejar escapar el calor del cuerpo. Esto proporcionó un material base que fue opaco a visibleluz en aras de la modestia pero térmicamente transparente para fines de eficiencia energética.
Luego modificaron el polietileno industrial tratándolo con productos químicos benignos para permitir que las moléculas de vapor de agua se evaporen a través de los nanoporos en el plástico, dijo el académico postdoctoral y miembro del equipo Po-Chun Hsu, permitiendo que el plástico respire como una fibra natural.
Haciendo ropa
Ese éxito les dio a los investigadores un material de una sola hoja que cumplía con sus tres criterios básicos para un tejido refrigerante. Para hacer que este material delgado se pareciera más al tejido, crearon una versión de tres capas: dos hojas de polietileno tratado separadas por un algodónmalla para mayor resistencia y grosor.
Para probar el potencial de enfriamiento de su construcción de tres capas versus una tela de algodón de espesor comparable, colocaron una pequeña muestra de cada material en una superficie que era tan cálida como la piel desnuda y midieron cuánto calor atrapó cada material.
"Usar algo atrapa algo de calor y hace que la piel se caliente", dijo Fan. "Si la disipación de la radiación térmica fuera nuestra única preocupación, entonces sería mejor no usar nada".
La comparación mostró que la tela de algodón hacía que la superficie de la piel fuera 3.6 F más cálida que su tela refrescante. Los investigadores dijeron que esta diferencia significa que una persona vestida con su nuevo material podría sentirse menos inclinada a encender un ventilador o aire acondicionado.
Los investigadores continúan su trabajo en varios frentes, incluida la adición de más colores, texturas y características de tela a su material. La adaptación de un material ya producido en masa para la industria de las baterías podría facilitar la creación de productos.
"Si quieres hacer un textil, tienes que poder hacer grandes volúmenes a bajo costo", dijo Cui.
Fan cree que esta investigación abre nuevas vías de investigación para enfriar o calentar cosas, pasivamente, sin el uso de energía externa, al ajustar los materiales para disipar o atrapar la radiación infrarroja.
"En retrospectiva, algo de lo que hemos hecho parece muy simple, pero es porque pocos realmente han estado estudiando las características de radiación de los textiles", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Tom Abate. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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