Of het nu gaat om sport, op het werk of in de woonkamer, afhankelijk van activiteit en omgeving, onze kleding moet aan verschillende eisen voldoen. Wetenschappers van Empa hebben een model ontwikkeld dat voorspelt hoe goed een bepaald kledingstuk ons ​​warm zal houden. De cruciale factor is de luchtspleet tussen ons lichaam en de buitenste laag kleding.

In de winter, het kan er zonnig en warm uitzien. Maar zodra we worden blootgesteld aan de wind, we beginnen te bevriezen. Als onze kleding niet is aangepast aan de omstandigheden, we voelen ons snel ongemakkelijk. Kleding ontwikkelaars, anderzijds, willen hun producten zo goed mogelijk aanpassen aan de eisen van hun klanten. Om te zien of T-shirts, jassen of schoenen doen wat ze beloven, testen met prototypes waren tot nu toe nodig. Wetenschappers van Empa hebben nu een computerprogramma ontwikkeld dat berekent hoe warm en gezellig iemand zich voelt bij het dragen van een kledingstuk.

Het thermisch comfort van, zeggen, een winterjas wordt niet primair bepaald door de stof. "Veel belangrijker zijn de luchtlagen tussen het lichaam en de stof, ", legt Empa-onderzoeker Agnes Psikuta uit. "Luchtspleten zijn verantwoordelijk voor meer dan 70 procent van de thermische eigenschappen van een kledingstuk." Dit komt omdat lucht een uitstekende isolator is. kleding isoleert vooral goed als er veel lucht tussen het lichaam en de buitenste laag kleding zit. Als deze lucht ontsnapt, de isolatie lijdt en men begint te bevriezen.

Gekopieerd uit de mode-industrie

Daten, de meeste wetenschappelijke modellen voor het voorspellen van warmteverlies zijn voornamelijk gebaseerd op de eigenschappen van de stof die is gebruikt om een ​​kledingstuk te vervaardigen. stoffen, echter, vallen heel anders als een lichaam beweegt. Hierdoor veranderen ook de isolerende luchtlagen; maar alleen een permanente laag kan goed isoleren. Onderzoekers hebben, daarom, zocht naar oplossingen om de verandering in luchtspleetdikte tijdens beweging te berekenen. "Als basis hebben we computerprogramma's gebruikt die zijn ontwikkeld voor de mode-industrie. Deze programma's simuleren de situatie op een catwalk. Ontwerpers kunnen een virtueel model van een kledingstuk maken en zien hoe hun nieuw ontworpen kleding op een bewegend persoon staat." Het bleek dat deze computerprogramma's nauwkeurig kunnen voorspellen hoe kleding op het lichaam zal vallen.

De software ontwikkeld door Agnes Psikuta en haar team combineert verschillende wiskundige modellen die met elkaar interageren. Naast luchtlagen, het programma voorspelt het thermisch comfort van de drager en de invloed van zweten of lichaamsbewegingen op het kledingstuk. Eindelijk, een knippatroon wordt omgevormd tot een virtueel kledingstuk dat gedragen kan worden door een avatar.

Het programma kan ook helpen, bijvoorbeeld, om een ​​optimale outfit voor hardlopen in de herfst te ontwikkelen. "Zelfs voordat de stoffen of het esthetische ontwerp zijn bepaald, onze software berekent welke kleding moet passen, " legt Psikuta uit. En dit alles niet alleen voor standaardmaten. "Ons programma kan de avatars vormen op basis van verschillende lichaamstypes en maten. Indien, bijvoorbeeld, iets moet worden ontwikkeld voor bijzonder gespierde, ronde of slanke mensen, we kunnen het programma daarop aanpassen."

Ontwikkelingsperiode met 90 procent verkort

Uiteindelijk, het programma helpt bij het vervangen van talloze prototypes voor de ontwikkeling van nieuwe kleding en functionele uitrusting. Omdat dit ook de noodzaak voor tijdrovende testruns elimineert, de ontwikkelingsperiode wordt tot 90 procent verkort. "Hoeveel tijd we daadwerkelijk kunnen besparen, hangt sterk af van het product in kwestie en de complexiteit ervan, " zegt Psikuta. "Bijvoorbeeld, beschermende kleding voor brandweerlieden - uiteindelijk een gezondheids- en levensreddend apparaat - heeft een zeer complexe structuur, terwijl een sport-T-shirt, anderzijds, is een stuk makkelijker."

Echter, het bedienen van het computerprogramma is allesbehalve triviaal. Om de onderzoeksresultaten in de praktijk toe te passen, Empa werkt samen met industriële partners die, bijvoorbeeld, functionele uitrusting voor de wintersport te vervaardigen. "Ze komen met nieuwe ideeën, en we ondersteunen ze met onze technologie en helpen ze om hun kleding in de kortst mogelijke tijd te ontwikkelen, ", zegt Psikuta. Zij en haar team presenteren de software ook op wetenschappelijke conferenties, om het samen met academische partners continu verder te ontwikkelen en vervolgens voor zoveel mogelijk gebruikers toegankelijk te maken.