comment ça marche et de quels matériaux il est fait

Alexis Tremblay
Alexis Tremblay

Le Conditionneur et le ventilateur Sont-ils vraiment la seule solution à la chaleur caniculaire et aux canicules estivales ? Chercheurs universitaires École Pritzker de génie moléculaire de Chicago ont trouvé une autre solution. L’équipe de recherche a développé un nouveau matériel qui parvient à briser le température du porteur. Ce matériau est un multicouche qui part d’une base polymère et peut donc prendre différentes formes, un peu comme le plastique. C’est pour cette raison qu’il peut trouver des applications dans divers domaines, non seulement pour l’habillement mais aussi pour la conservation des aliments, pour éviter la surchauffe des voitures et pour l’isolation des bâtiments. Parmi les différentes formes qu’il peut prendre, il peut également se transformer en fibre textileafin que nous puissions obtenir un tissu à utiliser pour nos vêtements ou pour recouvrir les sièges des voitures.

Comment fonctionne le nouveau matériel

La conception du nouveau matériau vise à atténuer l’effet de îlots de chaleur urbains, d’où vient la chaleur perçue Soleildu ciment et donne-le bâtiments environnants. Le défi est donc de produire un matériau avec deux propriété optique: haut réflectance du radiation solaire et réduction d’absorption chaleur de l’environnement (rayons infrarouges).

Le résultat est le suivant : une multicouche de différents matériaux qui, assemblés, sont capables de réfléchir le rayonnement solaire d’un côté et de réduire l’absorption de chaleur de l’autre.

Comment est fabriqué le nouveau matériau qui réduit la température

Les matériaux utilisés sont, de l’extérieur vers l’intérieur :

  • une couche de polymère dans polyméthylpentène (PMP) qui réfléchit sélectivement le rayonnement infrarouge solaire;
  • une couche intermédiaire de nanofils d’argent qui repousse le rayonnement thermique entrant ;
  • un dernier de laine en contact avec la peau qui sert à déplacer la chaleur de la peau vers la couche intermédiaire.

Couche externe : PMP

Cette couche doit emettre chauffer sélectivement dans la plage de longueurs d’onde requise. Parmi tous les matériaux, le plus adapté est le polymère PMP, polyméthylpentène.
Pour rendre ce polymère filable, leélectrofilage, une technique qui permet d’obtenir des fibres de diamètres extrêmement petits, du micromètre jusqu’à quelques nanomètres. Le polymère est d’abord dissous dans un solvant, puis extrudé en fibres, puis en microfibres. Ces dernières sont déposées pour créer la première couche de tissu.

Couche intermédiaire : nanophiles argentés

Le PMP ne pourrait pas être seul en contact avec la peau humaine sinon il aurait absorbé le rayonnement thermique, compromettant ainsi l’intégralité de l’émission. Pour cela, une deuxième couche était nécessaire et l’argent a été choisi comme matériau, ce qui est excellent. conducteur. En fait on trouve une réserve de nanofils d’argent, qui est une sorte de filet unidimensionnel et argent hyper fin. Celui-ci est également déposé derrière le PMP avec revêtement par pulvérisation.

Couche intérieure : laine

Enfin, une couche de est assemblée au tissu multi-niveaux lainesans quoi la chaleur émise par la peau serait réflexe de la couche d’argent à l’intérieur de la lame d’air entre la peau et le tissu, bloquant l’échange thermique entre le corps et le tissu. La laine peut aussi être remplacée par d’autres tissus naturelsmais en général nous savons que même seule, la laine est un excellent isolant thermique, grâce à sa structure en flocons.

Quels sont les premiers résultats obtenus : jusqu’à 6,2 °C de moins que la température ambiante

Le résultat de ces matériaux superposés crée un tissu avec double propriété optique. Il a une émissivité élevée dans la plage de longueurs d’onde nécessaire (8-13 µm), ce qui lui permet d’émettre de la chaleur dans l’espace. En même temps, il réfléchit – c’est-à-dire a une faible absorbance – dans une autre gamme de longueurs d’onde, ce qui minimise l’absorption de la chaleur de l’espace environnant.

Après une série de simulations numériques, les chercheurs ont mené expériences avec des échantillons du prototype. Placés horizontalement et verticalement, les échantillons du nouveau tissu se révèlent respectivement 2,3 °C Et 6,2 °C plus frais que la température ambiante.

Le tissu a également été testé sur un radiateur pour simuler l’effet sur un corps humain et l’expérience a enregistré une température de 2,6 °C de moins que le coton. Un volontaire a testé le tissu sur son avant-bras et a constaté que la différence de température entre le nouveau tissu et le coton était 1,8 °C.

Il ne reste plus qu’à poursuivre les expérimentations en les testant en situation urbaine.

température corporelle

Développements futurs possibles

Le matériau est filable et, une fois transformé en tissu, possède également de bonnes propriétés mécaniques et est portable et lavable.
Appelé SSHF (=Tissu hiérarchique sélectifc’est-à-dire « tissu hiérarchique spectralement sélectif »), est maintenant en instance de brevet.

Surtout dans le contexte actuel de réchauffement climatique, des projets comme celui-ci revêtent une grande importance car ils créent un moyen de réduire les températures sans utiliser d’électricité, comme c’est le cas dans le cas des climatiseurs ou des ventilateurs. Dans ce cas, nous parlons en fait de refroidissement passif.