Nieuwe kledingstof belooft verkoeling

Materiaalkunde

Een blouse van keukenfolie klinkt weinig aanlokkelijk, maar technici denken dat het materiaal koelend kan werken. Dankzij nanogaatjes.

Experimentele sandwich van kledingstoffen, met de plastic nanoPE die hitte en waterdamp doorlaat. Foto Stanford University

Kunststofkleding die het lichaam ’s zomers koeler houdt dan katoen – misschien komt die er wel. Materiaalonderzoekers van Stanford University berichtten vrijdag in Science dat ze een laminaat ontwikkelden dat katoen qua koeling in een laboratorium-opstelling versloeg. Als kantoorpersoneel binnenkort onze koelende kleding draagt, hoeft de airconditioning lang zo laag niet te worden afgesteld als nu, schrijven ze. Dat kan wel twee graden schelen. Dus energiebesparing! Klimaatsteun!

Het laminaat bestaat uit dunne vellen plastic die door middel van puntlassen aan weerszijden van grofmazig katoen zijn aangebracht. Het katoengaas levert de sterkte. Het plastic is gewoon polyetheen, zeg maar keukenfolie, maar dan polyetheen voorzien van enorme hoeveelheden microscopisch kleine poriën met diameters variërend van 50 tot 1.000 nanometer, ‘nanoporeus polyetheen’ – in jargon: nanoPE.

De onzichtbaar fijne poriën maken het plastic troebel-grijs en ondoorzichtig: een primaire kledingeis. Maar interessant genoeg veranderen ze bijna niets aan de uitstekende doorlaatbaarheid van polyetheenfolie voor het soort warmtestraling dat naakte mensen uitzenden. Die bijzondere eigenschap, direct samenhangend met de chemische samenstelling van PE, is ook makkelijk bij keukenfolie vast te stellen. Mensen geven infrarode straling af met een golflengte tussen de 7.000 en 14.000 nanometer en de fijne poriën hebben daarop geen invloed. Katoen daarentegen laat nauwelijks warmtestraling passeren.

Niet zo duur

Het was een rekenmodel dat ons op het spoor zette van koelende folies, schrijft de Stanford-groep, aangevoerd door Po-Chun Hsu. Feit is dat de door modellen als ideaal aangewezen folie al commercieel verkrijgbaar was en bovendien voor niet al te hoge prijs. In lithium-ion batterijen wordt nanoPE-folie gebruikt om elektroden van elkaar geïsoleerd te houden en tegelijk transport van vloeistof (elektrolyt) mogelijk te maken.

In overeenstemming daarmee is ook de waterdamp-doorlaatbaarheid van nanoPE uitstekend, even goed als die van katoen. Wat de poreuze folie niet goed kan, is (vloeibaar) water opzuigen en afvoeren, een eigenschap die in jargon ‘wicking’ heet. Katoen verspreidt okselvocht waarna het sneller verdampt. Maar het nanoPE kreeg bevredigende wicking-prestaties toen het met de hydrofiele huidvriendelijke stof polydopamine was gecoat.

Tot dusver is de gecoate, gepuntlaste sandwich van katoengaas tussen nanoPE alleen in een labopstelling getest. Er moet nog veel gebeuren om het concept in prettige kleding om te zetten. Of de energiebesparing wel zo hoog zal zijn als geclaimd valt nog te bezien. Hsu gaat ervan uit dat naakt kantoorpersoneel 50 procent van de lichaamswarmte in de vorm van straling afgeeft. Recente literatuur (Shuzo Murakami in Building and Environment, 2000) houdt het eerder op 38 procent.