En sweater lavet af nye aerogelfiber tester varmere end en lavet af dun

Et team af kemiingeniører og materialeforskere ved Zhejiang University i Kina har udviklet en ny type aerogelfiber, der har vist sig at være varmere end dun, når de er vævet ind i en sweater. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science , beskriver gruppen inspirationen til deres fibre, hvordan de blev lavet, og hvor godt de fungerede, når de blev testet i et koldt miljø. Zhizhi Sheng og Xuetong Zhang har sammen med det kinesiske videnskabsakademi udgivet et perspektiv i samme tidsskriftsudgave, der skitserer holdets arbejde med denne nye indsats.

Aerogeler er typer geler, hvor væsken erstattes af luft. De blev opfundet i 1930'erne og er blevet brugt til en række forskellige formål, herunder NASA rumfartøjer. På grund af deres positive termiske egenskaber har materialeforskere forsøgt at lave fibre ved hjælp af dem, som kunne bruges til at skabe varme tekstiler. Indtil videre er sådanne forsøg for det meste mislykkedes, dog på grund af manglende fugtgennemtrængelighed og styrke. I denne nye undersøgelse har forskerholdet i Kina fundet en måde at overvinde begge problemer på.

Forskernes arbejde begyndte som et forsøg på at efterligne de termiske egenskaber af isbjørnepels. De bemærker, at grunden til, at bjørnene kan holde varmen i så kolde temperaturer, er, at hårene, der udgør deres pels, har både en porøs kerne og en tæt skal. For at genskabe sådanne egenskaber skabte gruppen, hvad de beskriver som en indkapslet aerogelfiber, ved at starte med en forløber, som de spundede, mens den blev frosset. Denne proces førte til en sol-gel overgang. Materialet blev derefter frysetørret og belagt med en halvhård skal.

Resultatet blev en tynd rund fiber, der kunne fremstilles i ønskede længder. Forskerne bemærker, at der ikke var behov for efterbehandling for at producere tekstiler, hvilket tyder på, at deres fibre kunne fremstilles billigere end dem, der er i brug i øjeblikket.

Forskerholdet producerede derefter partier af deres fibre i lange tråde, som de brugte til at væve en sweater med. De testede derefter trøjens varme ved at udsætte den for temperaturer helt ned til -20°C. De hævder, at sweateren demonstrerede termisk beskyttelse, der var bedre end lignende sweatere lavet af dun, uld eller bomuld. De strakte også sweateren 10.000 gange og fandt ud af, at den havde lidt skade. De bemærker også, at fiberen kan strækkes, farves og bøjes.

Flere oplysninger: Mingrui Wu et al, Biomimetisk, strikbar aerogelfiber til termisk isolering af tekstil, Science (2023). DOI:10.1126/science.adj8013

Zhizhi Sheng et al., Efterligning af isbjørnehår i aerogelfibre, Science (2023). DOI:10.1126/science.adm8388

Journaloplysninger: Videnskab

© 2023 Science X Network