Passiv kühlende Kleidung aus Frischhaltefolie

Moderne Fasern in Sportkleidung sind beim Schwitzen gut durchlässig für Feuchtigkeit. Ein neues Textilgewebe kann den Körper nun sogar an heißen Tagen angenehm kühlen. Materialforscher in Kalifornien nutzten dazu eine dünne Schicht aus Polyethylen – ein Material, das auch für Frischhaltefolie verwendet wird. Wie sie in der Fachzeitschrift „Science“ berichten, lässt eine nanoporöse Folie Wärmestrahlung problemlos passieren, bleibt für sichtbares Licht aber völlig undurchsichtig. Mit Kleidung aus diesem Material sollen bis zu zwei Grad höhere Temperaturen etwa in Büroräumen möglich sein, ohne dass jemand ins Schwitzen kommt. Der Strombedarf von Klimaanlagen ließe sich so deutlich reduzieren.

Kühlgewebe unter dem Mikroskop

„Wenn die Menschen statt eines Gebäudes gekühlt werden, lässt sich viel Energie sparen“, sagt Yi Cui, Leiter einer Arbeitsgruppe für Nanomaterialien an der Stanford University. Für sein neuartiges Gewebe griffen er und seine Kollegen zu einer nanoporösen Polyethylenfolie, die als Membran in Lithiumionen-Akkus bereits genutzt wird. Die Porengröße schwankte dabei zwischen fünfzig und tausend Nanometern. Wärmestrahlung, wie sie der menschliche Körper permanent abgibt, konnte sie zu 95 Prozent durchdringen. Sichtbares Licht wurde dagegen an den Poren effizient gestreut, wodurch die weiße Folie anders als Frischhaltefolie aus dem gleichen Material völlig undurchsichtig wurde.

Cui und Kollegen durchlöcherten die nanoporöse Folie zusätzlich mit zahlreichen Mikronadeln und beschichteten das Material mit hydrophilen, also wasserliebenden, Polydopamin. Nach dieser Behandlung konnte Feuchtigkeit die Folie durch die mit bloßem Auge nicht sichtbaren Mikrolöcher problemlos passieren. Um die Kühlfolie in einen tragbaren Stoff zu verwandeln, pressten die Forscher ein grobes Stützgewebe aus Baumwolle mit zwei nanoporösen Polyethylen-Folien zusammen. Es entstand ein Textilgewebe, das in Dicke und Stabilität mit einem dünnen Stoff aus reiner Baumwolle vergleichbar war.

Mit einer kleinen Wärmeplatte analysierten die Wissenschaftler die passiv kühlenden Eigenschaften ihres neuen Gewebes. So drang knapp 80 Prozent der Wärmestrahlung, wie sie auch von einem menschlichen Körper erzeugt wird, durch. Sichtbares Licht wurde fast völlig blockiert. Ein gleich dicker Baumwollstoff dagegen blockierte fast die komplette Wärmestrahlung. Wer nun ein Hemd aus diesem Kühlgewebe statt aus Baumwolle trüge, könnte leicht um zwei Grad höhere Raumtemperaturen aushalten, ohne ins Schwitzen zu kommen. Yi Cui kann sich nun vorstellen, dass aus seinem Kühlgewebe schon bald Textilien oder auch Campingzelte geschneidert werden. Zum Einfärben des Polyethylenstoffs sucht er noch nach Farbstoffen, welche die Wärmedurchlässigkeit nicht verringern.