Onderzoekers van de RMIT University gebruiken nanodiamanten om slim textiel te creëren dat mensen sneller kan afkoelen. Hun studie, gepubliceerd in het tijdschrift Polymers for Advanced Technologies , ontdekte stof gemaakt van katoen bedekt met nanodiamanten, met behulp van een methode genaamd elektrospinnen, een reductie van 2–3°C tijdens het afkoelproces vergeleken met onbehandeld katoen.

Ze doen dit door lichaamswarmte te onttrekken en deze uit de stof vrij te geven – een resultaat van de ongelooflijke thermische geleidbaarheid van nanodiamanten.

Projectleider en hoofddocent Dr. Shadi Houshyar zei dat er een grote kans was om deze inzichten te gebruiken om nieuw textiel voor sportkleding en zelfs persoonlijke beschermende kleding te creëren, zoals onderlagen om brandweerlieden koel te houden. Uit het onderzoek bleek ook dat nanodiamanten de UV-bescherming van katoen verhogen, waardoor het ideaal is voor zomerkleding voor buiten.

"Hoewel 2 of 3 graden misschien niet zo'n grote verandering lijkt, maakt het wel een verschil in comfort en gevolgen voor de gezondheid gedurende langere perioden en in praktische termen kan het het verschil zijn tussen het uit of aanzetten van uw airconditioner", zegt Houshyar. zei.

"Er is ook potentieel om te onderzoeken hoe nanodiamanten kunnen worden gebruikt om gebouwen te beschermen tegen oververhitting, wat tot milieuvoordelen kan leiden."

Het gebruik van deze stof in kleding zou naar verwachting leiden tot een energiebesparing van 20% tot 30% dankzij een lager gebruik van airconditioning.

Het onderzoeksteam is gevestigd in het Center for Materials Innovation and Future Fashion (CMIFF) en bestaat uit RMIT-ingenieurs en textielonderzoekers die een sterke expertise hebben in het ontwikkelen van de volgende generatie slim textiel, en die ook samenwerken met de industrie om realistische oplossingen te ontwikkelen.

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, zijn nanodiamanten niet hetzelfde als de diamanten die sieraden sieren, zei Houshyar.

"Ze zijn eigenlijk goedkoop om te maken, goedkoper dan grafeenoxide en andere soorten koolstofmaterialen", zei ze.

"Hoewel ze een koolstofroosterstructuur hebben, zijn ze veel kleiner van formaat. Ze zijn ook gemakkelijk te maken met behulp van methoden zoals detonatie of uit afvalmateriaal."

Hoe het werkt

Katoenmateriaal werd eerst bedekt met een lijm en vervolgens elektrisch gesponnen met een polymeeroplossing gemaakt van nanodiamanten, polyurethaan en oplosmiddel.

Door dit proces ontstaat er een web van nanovezels op de katoenvezels, die vervolgens worden uitgehard om de twee te binden.

Hoofdonderzoeker en onderzoeksassistent, Dr. Aisha Rehman, zei dat de coating met nanodiamanten opzettelijk slechts aan één kant van de stof was aangebracht om te voorkomen dat de warmte in de atmosfeer terug naar het lichaam zou worden overgebracht.

"De kant van de stof met de nanodiamantencoating raakt de huid. De nanodiamanten brengen vervolgens warmte van het lichaam over naar de lucht", zegt Rehman, die aan het onderzoek werkte als onderdeel van haar doctoraat.

"Omdat nanodiamanten zulke goede thermische geleiders zijn, doet het dit sneller dan onbehandelde stof."

Voor dit onderzoek zijn nanodiamanten gekozen vanwege hun sterke thermische geleidbaarheidseigenschappen, aldus Rehman.

Nanodiamanten worden vaak gebruikt in de IT en kunnen ook helpen de thermische eigenschappen van vloeistoffen en gels te verbeteren, en de corrosieve weerstand van metalen te vergroten.

"Nanodiamanten zijn ook biocompatibel, dus veilig voor het menselijk lichaam. Daarom heeft het een groot potentieel, niet alleen op het gebied van textiel, maar ook op biomedisch gebied", aldus Rehman.

Hoewel het onderzoek nog voorbereidend was, zei Houshyar dat deze methode om nanovezels op textiel te coaten een sterk commercieel potentieel had.

"Deze elektrospinning-aanpak is eenvoudig en kan de verscheidenheid aan productiestappen aanzienlijk verminderen in vergelijking met eerder geteste methoden, die langdurige processen en verspilling van nanodiamanten met zich meebrengen", aldus Houshyar.

Verder onderzoek zal de duurzaamheid van de nanovezels bestuderen, vooral tijdens het wasproces.

Meer informatie: Aisha Rehman et al., Immobilisatie van nanodiamanten op katoenweefsel door middel van polyurethaan nanovezelcoatings voor zomerkleding, Polymeren voor geavanceerde technologieën (2023). DOI:10.1002/pat.6222

Geleverd door RMIT University