Een team van chemische ingenieurs en materiaalwetenschappers van de Zhejiang Universiteit in China heeft een nieuw type aerogelvezel ontwikkeld waarvan is bewezen dat deze warmer is dan dons wanneer deze in een trui wordt geweven. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science , beschrijft de groep de inspiratie voor hun vezels, hoe ze zijn gemaakt en hoe goed ze werkten bij tests in een koude omgeving. Zhizhi Sheng en Xuetong Zhang, van de Chinese Academie van Wetenschappen, hebben in hetzelfde tijdschriftnummer een Perspective-stuk gepubliceerd waarin ze het werk schetsen dat het team aan deze nieuwe inspanning heeft verricht.

Aerogels zijn soorten gels waarbij de vloeistof wordt vervangen door lucht. Ze zijn uitgevonden in de jaren dertig en zijn voor verschillende toepassingen gebruikt, waaronder NASA-ruimtevoertuigen. Vanwege hun positieve thermische eigenschappen hebben materiaalwetenschappers geprobeerd er vezels van te maken die kunnen worden gebruikt om warm textiel te maken. Tot nu toe zijn dergelijke pogingen echter grotendeels mislukt vanwege een gebrek aan vochtdoorlaatbaarheid en sterkte. In deze nieuwe studie heeft het onderzoeksteam in China een manier gevonden om beide problemen te overwinnen.

Het werk van de onderzoekers begon als een poging om de thermische eigenschappen van ijsberenbont na te bootsen. Ze merken op dat de reden dat de beren bij zulke koude temperaturen warm kunnen blijven, is dat de haren waaruit hun bontjas bestaat zowel een poreuze kern als een dicht omhulsel hebben. Om dergelijke eigenschappen na te bootsen, creëerde de groep wat zij omschrijven als een ingekapselde aerogelvezel door te beginnen met een voorloper, die ze ronddraaiden terwijl deze bevroren was. Dit proces leidde tot een sol-gel-overgang. Het materiaal werd vervolgens gevriesdroogd en bedekt met een halfharde schaal.

Het resultaat was een dunne ronde vezel die in gewenste lengtes kon worden geproduceerd. De onderzoekers merken op dat er geen nabewerking nodig was om textiel te produceren, wat erop wijst dat de vezels goedkoper geproduceerd zouden kunnen worden dan de vezels die momenteel in gebruik zijn.

Het onderzoeksteam produceerde vervolgens batches van hun vezels in lange strengen die ze gebruikten om een ​​trui te weven. Vervolgens testten ze de warmte van de trui door deze bloot te stellen aan temperaturen tot −20°C. Ze beweren dat de trui een thermische bescherming vertoonde die beter was dan vergelijkbare truien gemaakt van dons, wol of katoen. Ze strekten de trui ook 10.000 keer uit en ontdekten dat deze weinig schade opliep. Ze merken ook op dat de vezel kan worden uitgerekt, geverfd en gebogen.

Meer informatie: Mingrui Wu et al, Biomimetische, breibare aerogelvezel voor thermische isolatietextiel, Wetenschap (2023). DOI:10.1126/science.adj8013

Zhizhi Sheng et al, Het nabootsen van ijsbeerharen in aerogelvezels, Wetenschap (2023). DOI:10.1126/science.adm8388

Journaalinformatie: Wetenschap

© 2023 Science X Netwerk