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pte20170421003 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Neuer Hightech-Stoff "nanoPE" kühlt den Körper

Polyethylen mit Nanoporen lässt die Wärme problemlos austreten


Klimaanlage: kann vielleicht bald verschrottet werden (Foto: pixelio.de/CFalk)
Klimaanlage: kann vielleicht bald verschrottet werden (Foto: pixelio.de/CFalk)

Stanford (pte003/21.04.2017/06:10) - Forscher der Stanford University http://stanford.edu sagen Klimaanlagen den Kampf an: Sie haben einen Stoff namens "nanoPE" für Kleidungsstücke entwickelt, der den Körper nicht so leicht heißlaufen lässt, wenn die Temperatur ansteigt. "Wenn du die Person kühlen kannst, statt das Gebäude, in dem diese lebt oder arbeitet, wird das zur Einsparung von Energie führen", hofft Studienleiter Yi Cui.

Polyethylen als Ausgangsmaterial

Basis für die Erfindung ist der Kunststoff Polyethylen, der in Form der Frischhaltefolie bereits einige gute Eigenschaften aufweist: Unter anderem kann Infrarotstrahlung frei durch die Folie durchtreten. "40 bis 60 Prozent unserer Körperwärme wird als Infrarotstrahlung abgegeben, wenn wir im Büro sitzen", erklärt Co-Autor Shanhui Fan. Normale Baumwolle hält aber einen größeren Teil dieser Wärme zurück und bringt die Träger zum Schwitzen.

Nach ausführlichen Berechnungen auf Hochleistungscomputern, konnten sich die Forscher auf ein Modell für die optischen Eigenschaften des Kunststoffes festlegen. "Durch das Anpassen einer Reihe von Parametern waren wir in der Lage, eine Spannweite von Porengrößen zu identifizieren, nämlich Nanoporen, die am besten für den Verwendungszweck des Textils geeignet sind - und dieses also undurchsichtig und gleichzeitig sehr durchlässig für thermische Strahlung ist", meint Fan.

Material kühlt stärker als Baumwolle

Nachdem die optimale Porengröße festgelegt war, die dafür sorgt, dass die Hightech-Kleidung nicht durchsichtig ist, widmeten sich die Forscher dem nächsten Problem. So wie bei üblichen Kleidungsmaterialien, brauchten sie eine Möglichkeit, jene Wassermoleküle, die bei Hitze entstehen, durch den Kunststoff zu transportieren. Dieses Ziel erreichten sie durch eine Behandlung mit ungefährlichen Chemikalien.

Das so entstandene Material verarbeiteten die Forscher zu einem dreilagigen Stoff: Zwei Schichten von nanoPE werden von einer Schicht Baumwolle getrennt, die für die Haltbarkeit und die entsprechende Dicke des Stoffes sorgt. Danach testeten sie, wie viel Körperwärme das neue Material durchlässt. Im Vergleich zu Baumwolle konnte eine Temperaturreduktion des Körpers um 2,0 bis 2,7 Grad Celsius erzielt werden - die Forscher hoffen, dass dies ausreicht, um die Klimaanlage im Sommer ausgeschaltet zu lassen.

(Ende)
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