Malgré des décennies d'innovation dans des tissus aux propriétés thermiques de haute technologie qui gardent les coureurs de marathon au frais ou les randonneurs alpins au chaud, il n'y a jamais eu de matériau qui change ses propriétés isolantes en réponse à l'environnement. Jusqu'à maintenant.

Des chercheurs de l'Université du Maryland ont créé un tissu qui peut réguler automatiquement la quantité de chaleur qui le traverse. Lorsque les conditions sont chaudes et humides, comme ceux près d'un corps en sueur, le tissu laisse passer le rayonnement infrarouge (chaleur). Lorsque les conditions deviennent plus fraîches et plus sèches, le tissu réduit la chaleur qui s'en échappe. Le développement a été signalé le 8 février Numéro 2019 de la revue Science .

Les chercheurs ont créé le tissu à partir d'un fil spécialement conçu enduit d'un métal conducteur. Sous chaud, conditions humides, les brins de fil compactent et activent l'enduction, qui modifie la façon dont le tissu interagit avec le rayonnement infrarouge. Ils se réfèrent à l'action comme "gating" du rayonnement infrarouge, qui agit comme un store réglable pour transmettre ou bloquer la chaleur.

"C'est la première technologie qui nous permet de déclencher dynamiquement le rayonnement infrarouge, " a déclaré YuHuang Wang, un professeur de chimie et de biochimie à l'UMD et l'un des auteurs correspondants de l'article qui a dirigé les études.

Le fil de base de ce nouveau textile est composé de fibres composées de deux matières synthétiques différentes :l'une absorbe l'eau et l'autre la repousse. Les brins sont recouverts de nanotubes de carbone, une classe spéciale de poids léger, à base de carbone, métal conducteur. Parce que les matériaux des fibres résistent et absorbent l'eau, les fibres se déforment lorsqu'elles sont exposées à l'humidité telle que celle entourant un corps en sueur. Cette distorsion rapproche les brins de fil, qui fait deux choses. D'abord, il ouvre les pores du tissu. Cela a un petit effet de refroidissement car il permet à la chaleur de s'échapper. Seconde, et, surtout, il modifie le couplage électromagnétique entre les nanotubes de carbone dans le revêtement.

"Vous pouvez penser à cet effet de couplage comme à la flexion d'une antenne radio pour changer la longueur d'onde ou la fréquence avec laquelle elle résonne, " a déclaré Wang. " C'est une façon très simplifiée de penser, mais imaginez rapprocher deux antennes pour réguler le type d'onde électromagnétique qu'elles captent. Lorsque les fibres sont rapprochées, le rayonnement avec lequel ils interagissent change. En vêtements, cela signifie que le tissu interagit avec la chaleur émise par le corps humain."

Selon le réglage, le tissu bloque le rayonnement infrarouge ou le laisse passer. La réaction est presque instantanée, Alors avant que les gens se rendent compte qu'ils chauffent, le vêtement pourrait déjà les refroidir. D'un autre côté, comme un corps se refroidit, le mécanisme de déclenchement dynamique fonctionne à l'envers pour piéger la chaleur.

"Le corps humain est un radiateur parfait. Il dégage de la chaleur rapidement, " a déclaré Min Ouyang, un professeur de physique à l'UMD et l'autre auteur correspondant de l'article. "Pour toute l'histoire, le seul moyen de régler le radiateur a été d'enlever ou de mettre des vêtements. Mais ce tissu est un véritable régulateur bidirectionnel."

Selon le Science papier, c'est le premier textile dont on a montré qu'il était capable de réguler les échanges thermiques avec l'environnement.