science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe high-tech stoffen je afkoelen als je opwarmt

De Tranquility Weighted Blanket van American Textile Company is een goed voorbeeld van technologie voor temperatuurvermindering, die werkt door warmte van u af te leiden, helpt je koel te blijven en beter te slapen. Tranquility™

Van kussens tot dekens tot hele matrassen, fabrikanten bieden tegenwoordig een verscheidenheid aan producten aan die worden aangeprezen om mensen koel te houden. Maar in tegenstelling tot de verwarmde versies van deze producten, die een soort systeem van binnen hebben, verkoelend textiel is precies dat, textiel.

Dus, wat is het geheim? Hoe verlagen deze producten je temperatuur zonder fancy technologie? En werken ze echt?

Soorten koeltechnologieën

De geschiedenis van koelweefsel gaat terug tot de vroege dagen van NASA toen wetenschappers daar werkten aan hoe textiel iemand in een ruimtepak kon beïnvloeden, zegt Jim Ross, senior vice-president productontwikkeling bij American Textile Company, en makers van Tranquility verzwaarde dekens.

Natuurlijk gebruikt NASA nu andere technologie in zijn ruimtepakken om astronauten koel te houden, inclusief koelpanelen met met vloeistof gevulde kanalen en een netwerk van smalle buizen gekoppeld aan een rugzakkoelunit. Dit is een verre schreeuw van de strakke shirts, shorts en andere sportkleding die tegenwoordig wordt aangeboden, zoals Nike's Dri-FIT en Adidas Climacool, om er een paar te noemen.

"Er zijn een aantal verschillende koeltechnologieën die kunnen worden gebruikt met textiel, " zegt Ross. Ze kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën, temperatuur balans en temperatuurverlaging .

Stoffen die afkoelen met behulp van temperatuurbalans, richten zich op vochtafvoer. Nike legt op zijn website uit dat zijn Dri-FIT zweet afvoert en verspreidt over het oppervlak van de stof om sneller te verdampen. Adidas Climacool kleding werkt op een vergelijkbare manier.

Typisch, deze stoffen zijn behandeld met een polymeer, dat is een lange keten van organische moleculen die zijn samengesteld uit vele kleinere moleculen die monomeren worden genoemd. Warmte en vochtigheid die uw lichaam creëert, activeren de polymeerafwerking, die vervolgens de vochtigheid van het oppervlak van de stof verwijdert, of het nu een atletisch shirt is of een legging.

"Het gaat om het stimuleren van de verdamping van vocht, Ross legt uit. Hij vergelijkt de temperatuurbalans met de koelte die we ervaren na een douche als het water (of de vochtigheid) verdampt.

Temperatuurvermindering, anderzijds, werkt door daadwerkelijk warmte over te dragen; dit is het soort technologie achter de Tranquility Weighted Blanket van American Textile Company. In beide gevallen, de manier waarop het textiel wordt behandeld, bepaalt hoe het de koeling beïnvloedt.

Met temperatuurverlagende koeling, de textiel eigenlijk voelt koel om aan te raken, hoewel het technisch gezien niet zo is. De koelte wordt bereikt door de geleidbaarheid van het garen van de stof, dat is sterk geleidend polyethyleen (PE). Terwijl de wicking-technologie bestaat uit een behandeling die op de stof wordt toegepast, in dit geval, het garen zelf is gemaakt om af te koelen. PE-garen voert warmte snel van het oppervlak af.

Ross legt uit dat het overdrachtsproces vergelijkbaar is met hoe verschillende stoffen, hout en metaal voelen aan. Als monsters van deze drie naast elkaar zitten, bijvoorbeeld, het metaal zal koeler aanvoelen, ook al is de omgevingstemperatuur voor alle drie hetzelfde. Maar wanneer de hitte van je hand wordt toegepast, sommige materialen, zoals metaal, zullen de warmte sneller van het oppervlak afvoeren, een verkoelend gevoel geven. PE-garen werkt op dezelfde manier.

Een koel aanvoelende deken met een warmtegeleidend PE-garen absorbeert lichaamswarmte en verdringt thermische energie om een ​​verkoelend effect te creëren. Merk je een trend op? In beide gevallen, koeling is het gevolg van overdracht - ofwel warmte of vochtigheid wordt van uw lichaam weggeleid.

We zeiden dat er twee manieren waren om koeltechnologieën te categoriseren, maar er is eigenlijk een derde - faseverandering materiaal (PCM). Deze stof kan - vandaar de naam - veranderen van vloeibaar naar vast, afhankelijk van de temperatuur. Het werkt om warmte te absorberen of af te geven. In een matras of textiel, PCM kan warmte reguleren. Bijvoorbeeld, het beddengoed van de Eli &Elm Whitney Collection zou de hele nacht een cyclus van verkoeling en opwarming bieden, dus de slaper is nooit te warm of te koud. Het werkt dankzij kleine PCM-capsules in de vezels van de stof.

Nike Dri-FIT materiaal voert zweet af en verspreidt het over het oppervlak van de stof. Dit is een voorbeeld van temperatuurbalanstechnologie. Nike

Welke is het coolst?

Elk van de bovenstaande koeltechnologieën zal leveren waarvoor ze bedoeld zijn. Een textiel met temperatuurverlaging voelt koeler aan, en als je je in een verkoelende deken wikkelt, de koelere temperatuur is duidelijk.

Met temperatuurbalans, je lichaam zal afkoelen, het is gewoon passiever, zegt Roos. De temperatuurbalans koelt langer af omdat het vocht blijft afvoeren. Een stof voelt koel aan, hij zegt, terwijl de andere op de achtergrond werkt om je temperatuur te verlagen.

En PCM werkt in een cyclus, dus het koelt niet alleen, maar probeert ook de lichaamstemperatuur te reguleren.

Waar worden deze koeltechnologieën gebruikt? in kleding, bijna alle koeltechnologie is dynamisch vochtafvoerend, mede omdat de PE-garens minder prettig aanvoelen op de huid en moeilijker te verwerken zijn. Maar Ross zegt dat er in de toekomst misschien meer van de optie voor temperatuurvermindering in kleding zal verschijnen, omdat technologen er beter mee kunnen werken.

Maar als het om huishoudtextiel gaat, alle soorten koelproducten zijn beschikbaar. Bijvoorbeeld, het merk Tranquility heeft zowel temperatuurbalancerende als koel aanvoelende verzwaarde dekens. Matrassen en kussens bieden ook verschillende varianten van koeling. Hoewel de marketingvoorwaarden kunnen veranderen, de matras heeft een vochtafvoerende stof, gebruik PE-garen dat koel aanvoelt of een soort PCM bevat.

Phase Change Material (PCM)-technologie verandert feitelijk van vloeibare naar vaste toestand, afhankelijk van de temperatuur. Schoeller-stoffen

Dus, Werken deze echt?

Zijn deze producten voldoende om je koel te houden tijdens het sporten of 's nachts doorslapen? In theorie, ze zouden allemaal moeten werken. Maar een factor die van invloed kan zijn op hoe cool je je voelt, is hoeveel barrières er zijn tussen jou en het verkoelende textiel.

Bijvoorbeeld, als je een koelmatras hebt, maar daarbovenop liggen verschillende lagen niet-koelende stoffen, u kunt er misschien niet de vruchten van plukken. Een ander ding om te overwegen is dat er twee kanten aan je lichaam zijn:de kant op de matras en de kant die naar boven wijst. Misschien is de matras koel, maar de deken bovenop je niet. Dat zou ook van invloed zijn op je algehele koelte.

Het microklimaat omvat zowel waar we op liggen als wat bovenop ons ligt, zegt Roos. Een bovenlaag kan een microklimaat creëren van warmte die uw lichaam uitstraalt en het vasthoudt, maar een koele deken tast het bovenoppervlak aan, helpen je af te koelen. Hetzelfde idee geldt voor vochtafvoerende kleding tijdens het sporten.

Het goede nieuws is dat verkoelende stoffen blijven werken terwijl je ze gebruikt, omdat ze zijn ontworpen om te presteren wanneer je lichaam een ​​bron van warmte of vochtigheid toevoegt.

"Het verdwijnt niet of verdwijnt niet, "zegt Ross over technologie voor temperatuurvermindering. "Het wordt geactiveerd door je lichaam."

evenzo, wicking-technologie is slapend totdat je warmte toepast, en dan begint het over te zetten. Het is allemaal een beetje zoals de vraag over een boom die in een bos valt:de technologieën koelen alleen als iemands lichaamswarmte er is om het op te merken.

Dat is nu interessant

U hoeft niet thuis of in bed te zijn om te genieten van de huidige koeltechnologieën. Zelfs zonder autostoeltjes met airconditioning, er zijn tal van niet-elektrische opties om te voorkomen dat uw achterkant oververhit raakt in uw auto - kunt u zeggen verkoelende gelschuimstoelen die warmte van het lichaam afvoeren?