Nanodiamanter kunne holde nøglen til køligt tøj

Forskere fra RMIT University bruger nanodiamanter til at skabe smarte tekstiler, der kan køle folk hurtigere ned. Deres undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Polymers for Advanced Technologies , fundet stof fremstillet af bomuld belagt med nanodiamanter, ved hjælp af en metode kaldet elektrospinning, viste en reduktion på 2-3°C under afkølingsprocessen sammenlignet med ubehandlet bomuld.

Det gør de ved at trække kropsvarme ud og frigive den fra stoffet – et resultat af nanodiamanters utrolige varmeledningsevne.

Projektleder og seniorlektor, Dr. Shadi Houshyar, sagde, at der var en stor mulighed for at bruge denne indsigt til at skabe nye tekstiler til sportstøj og endda personligt beskyttelsestøj, såsom underlag for at holde brandmændene kølige. Undersøgelsen viste også, at nanodiamanter øgede bomulds UV-beskyttelse, hvilket gør den ideel til udendørs sommertøj.

"Selvom 2 eller 3 grader måske ikke virker som meget af en ændring, gør det en forskel i komfort og helbredspåvirkninger over længere perioder, og rent praktisk kan det være forskellen mellem at holde dit klimaanlæg slukket eller at tænde det," Houshyar sagde.

"Der er også potentiale til at udforske, hvordan nanodiamanter kan bruges til at beskytte bygninger mod overophedning, hvilket kan føre til miljømæssige fordele."

Brugen af ​​dette stof i tøj forventedes at føre til en energibesparelse på 20-30 % på grund af lavere brug af aircondition.

Baseret i Center for Materials Innovation and Future Fashion (CMIFF), består forskerholdet af RMIT-ingeniører og tekstilforskere, som har stærk ekspertise i at udvikle næste generation af smarte tekstiler, samt arbejde med industrien for at udvikle realistiske løsninger.

I modsætning til hvad folk tror, ​​er nanodiamanter ikke det samme som de diamanter, der pryder smykker, sagde Houshyar.

"De er faktisk billige at lave - billigere end grafenoxid og andre typer kulstofmaterialer," sagde hun.

"Selvom de har en kulstofgitterstruktur, er de meget mindre i størrelse. De er også nemme at lave ved hjælp af metoder som detonation eller fra affaldsmaterialer."

Sådan virker det

Bomuldsmateriale blev først belagt med et klæbemiddel, derefter elektrospundet med en polymeropløsning lavet af nanodiamanter, polyurethan og opløsningsmiddel.

Denne proces skaber et væv af nanofibre på bomuldsfibrene, som derefter hærdes for at binde de to.

Ledende forsker og forskningsassistent, Dr. Aisha Rehman, sagde, at belægningen med nanodiamanter bevidst kun blev påført den ene side af stoffet for at begrænse varmen i atmosfæren i at overføre tilbage til kroppen.

"Siden af ​​stoffet med nanodiamantbelægningen er det, der rører huden. Nanodiamanterne overfører derefter varme fra kroppen til luften," sagde Rehman, der arbejdede på undersøgelsen som en del af sin ph.d.-grad.

"Fordi nanodiamanter er så gode termiske ledere, gør det det hurtigere end ubehandlet stof."

Nanodiamanter blev valgt til denne undersøgelse på grund af deres stærke varmeledningsegenskaber, sagde Rehman.

Ofte brugt i IT, kan nanodiamanter også hjælpe med at forbedre termiske egenskaber af væsker og geler, samt øge korrosionsbestandigheden i metaller.

"Nanodiamanter er også biokompatible, så de er sikre for den menneskelige krop. Derfor har de et stort potentiale, ikke kun inden for tekstiler, men også inden for det biomedicinske område," sagde Rehman.

Mens forskningen stadig var foreløbig, sagde Houshyar, at denne metode til belægning af nanofibre på tekstiler havde et stort kommercielt potentiale.

"Denne elektrospinningstilgang er ligetil og kan reducere mangfoldigheden af ​​fremstillingstrin betydeligt sammenlignet med tidligere testede metoder, som omfatter langvarige processer og spild af nanodiamanter," sagde Houshyar.

Yderligere forskning vil studere holdbarheden af ​​nanofibrene, især under vaskeprocessen.

Flere oplysninger: Aisha Rehman et al., Immobilisering af nanodiamanter på bomuldsstof gennem nanofibrøse polyurethanbelægninger til sommertøj, Polymers for Advanced Technologies (2023). DOI:10.1002/pat.6222

Leveret af RMIT University