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Materialforschung: Bekleidet und doch nackt

Der Nano-Stoff für heiße Sommertage: Unter diesem Textil wird es garantiert nicht warm.
Kühlung an heißen Tagen

Für Menschen, die heiße Sommertage nicht im kühlenden Nass oder in wohltemperierten Räumen verbringen können, entwickelten Forscher der Stanford University jetzt eine neue Lösung gegen das Schwitzen: ein Material, aus dem sich Kleidung schneidern lässt, die die Haut um mindestens zwei Grad Celsius kühler hält als Baumwolle. Der Nano-Stoff absorbiert Schweiß und ist blickdicht, fühlt sich jedoch dank seiner Poren, die besonders durchlässig für Körperwärme sind, kaum wärmer an als Luft auf nackter Haut.

Etwa die Hälfte der Wärme, die unser Körper ständig abgibt, leitet unsere Haut als Infrarotstrahlung an die Umgebung weiter. Kleidung wirkt wärmend, weil sie diese Strahlung reflektiert. Der Kunststoff Polyethylen, kurz PE, dagegen lässt Körperwärme durch. Allerdings ist er meist transparent und daher nicht für jedermann tragbar. In diesem Dilemma könnte nanoporöses PE helfen: Seine feineren Poren haben einen Durchmesser von 50 bis 1000 Nanometern und lassen nur langwellige Infrarotstrahlen durch, nicht aber sichtbares Licht im Bereich von 400 bis 700 Nanometer Wellenlänge, das an den Poren gestreut wird.

Die Wissenschaftler tüftelten gezielt an den physikalischen Eigenschaften des häufig in Lithiumbatterien verwendeten nanoPEs, damit es sich für alltagstaugliche Kleidung eignet und weniger einer Plastiktüte ähnelt. Zunächst stachen sie mit einer haarfeinen Mikronadel kleinste Löcher hinein, die den Stoff noch durchlässiger für Wasserdampf als Baumwolle und mindestens genauso luftdurchlässig machten – dabei blieb er blickdicht. Der Stoff sollte Feuchtigkeit aber nicht nur passieren lassen, sondern sie, wie die Baumwolle, aktiv aufsaugen. Dazu beschichteten die Forscher ihn zunächst mit Polydopamin, einem hydrophilen Polymer, das dem Wasser abweisenden Effekt des nanoPEs entgegenwirkte. Anschließend arbeiteten sie ein weitmaschiges Baumwollnetz zwischen zwei Lagen des neuen Materials ein. Das sorgte für einen Kapillareffekt, der – in Kombination mit der Wasser anziehenden Beschichtung – Schweiß effektiv in den Stoff leitete, durch den er zügig verdunsten konnte. Das Baumwollnetz verleiht dem Material außerdem die Festigkeit, die für Textilienverarbeitung und Tragbarkeit nötig ist. Die verschiedenen Lagen machten das nanoPE zwar etwas dichter, allerdings hielt er die Haut immer noch um zwei Grad Celsius kühler als Baumwolle.

Der weiße Stoff kann auch gefärbt werden, wobei dann aber die Lichtabsorptionseigenschaften verschiedener Farbpigmente in Betracht gezogen werden sollten. Klassische Pigmente wie Preußischblau und rote Eisenoxide seien, meinen die Forscher, jedoch durchaus geeignet.

© Stanford University
Wissenschaftler entwickeln kühlendes Textil
36/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 36/2016

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