Le premier textile sensible à la température a été créé qui peut réguler les échanges thermiques de notre corps avec l'environnement
Notre corps absorbe ou perd chaleur sous forme de rayonnement infrarouge. À température ambiante, environ 40 pour cent du transfert cardiaque se produit de cette manière. Le corps humain est un radiateur et nous utilisons les vêtements comme moyen pour permettre cette régulation aussi différente textile piéger le rayonnement infrarouge et nous garder au chaud ou au frais en régulant la température. Les scientifiques souhaitent depuis très longtemps développer un tissu qui puisse aussi libérer cette énergie plutôt que seulement la piéger, afin de garder notre corps passivement frais. Cependant, le textile ne réagissent pas aux changements qui se produisent dans l'environnement extérieur et ne possèdent donc pas la capacité de réguler à la fois le refroidissement et le chauffage. La seule façon pour nous, les humains, de faire face aux changements de température dans l'environnement a été de choisir et de porter des vêtements appropriés.
Un nouveau textile unique
Des scientifiques de l'Université du Maryland, aux États-Unis, ont créé un tissu innovant qui pourrait réguler « automatiquement » la quantité de chaleur traversant le corps d'une personne en fonction des conditions météorologiques extérieures. Le tissu est composé d'un fil thermosensible spécialement conçu (fibre polymère) dont les brins agissent comme une « porte » pour la chaleur (ou le rayonnement infrarouge) à transmettre ou à bloquer. Cette « porte » fonctionne assez intelligemment d'une manière tout à fait unique. Lorsque le temps extérieur est chaud et humide, les brins de la fibre se compactent et la fibre s'affaisse ce qui permet l'ouverture du tissage du tissu. Une fois « ouvert », le tissu active le refroidissement en permettant à la chaleur rayonnante de notre corps de s'échapper. Cela nous fait sentir plus frais car le tissu reflète également la lumière du soleil. En revanche, lorsque le temps extérieur est plutôt sec et froid, la fibre se dilate et se ferme ou réduit les espaces pour empêcher la chaleur de s'échapper, ce qui donne à la personne une sensation de chaleur. Ainsi, le tissu contrôle dynamiquement le rayonnement infrarouge en temps réel en fonction des conditions environnementales extérieures.
La technologie derrière
La nouveauté du tissu est due à son fil de base qui est composé de deux types opposés de synthétiques disponibles dans le commerce matériels durables., de la cellulose hydrophile et des fibres de triacétate hydrophobes, qui absorbent ou repoussent l'eau. Les brins de la fibre sont recouverts d'un métal conducteur - un nanotube de carbone léger à base de carbone - par un processus similaire à la teinture en solution couramment utilisée pour la teinture industrielle de fibres synthétiques. En raison de ses propriétés doubles, la fibre se déforme lorsqu'elle est exposée à des conditions humides telles que l'humidité. Le couplage électromagnétique entre les nanotubes de carbone à l'intérieur du revêtement est modifié, ce qui agit comme un « interrupteur de régulation ». Sur la base de ce changement de couplage électromagnétique à chaque fois, le tissu bloque la chaleur ou la laisse passer. La personne qui porte le tissu ne réalise pas cette activité sous-jacente car le tissu le fait très instantanément en moins d'une minute. Il détecte seul les niveaux d'inconfort thermique d'une personne et peut faire varier la quantité de chaleur rayonnée de 35 % à mesure que le niveau d'humidité sous la peau change.
Dans une expérience pratique, l'équipe a tricoté un échantillon de 0.5 m2 pour montrer l'évolutivité pour la fabrication future. Le changement d'espacement des fibres dans des conditions humides et sèches a été capturé en temps réel à l'aide de la microscopie confocale à fluorescence et d'un échantillon de tissu teint par fluorescence. Pour quantifier les performances des fibres, ils ont utilisé un spectromètre IR à transformée de Fourier attaché à une chambre environnementale à humidité variable contenant un petit morceau de tissu. Ils ont observé que le tissu pouvait atteindre un changement relatif de 35 % dans la transmission infrarouge. Le tissu pouvait passer efficacement du mode refroidissement au mode chauffage en moins d'une minute dans toutes les expériences.
Est-ce pratique comme de vrais vêtements ?
Un nouveau tissu a été créé pour la première fois qui aide à garder une personne au chaud lorsque le temps extérieur est frais et sec et frais lorsque le temps est chaud et humide. C'est fascinant en effet ! Le tissu peut être tricoté ou teint et également être lavé d'une manière similaire à d'autres vêtements de sport. Des recherches supplémentaires sont probablement nécessaires pour rendre ce tissu plus pratique et utile pour un usage quotidien. Les chercheurs espèrent collaborer prochainement avec une unité de fabrication pour produire des vêtements fabriqués à partir de ce nouveau tissu. Cette découverte publiée dans Science est innovant et prometteur car un tel tissu pourrait être bénéfique pour les athlètes, les sportifs, les nourrissons et les personnes âgées en leur offrant le confort et la sensation d'un vêtement normal.
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Sources)
Zhang XA et al 2019. Gating dynamique du rayonnement infrarouge dans un textile. Science. 363 (6427).
http://doi.org/10.1126/science.aau1217
