Створення нового матеріалу з нанопористого поліетилену проходило в три етапи: спочатку дослідники виготовили сам поліетилен, потім покрили його гідрофобним агентом і нарешті затиснули між двома його шарами волокна бавовни
L.A. Cicero et al / Stanford University
Новий матеріал являє собою поліетилен, який пронизаний пов'язаними між собою порами діаметром від 50 до 1000 нанометрів. Їх розмір можна порівняти з довжиною хвилі видимого світла (400-780 нанометрів), завдяки чому останній сильно розсіюється на них і матеріал стає для нього непрозорим. У той же час тепло людського тіла відповідає інфрачервоного випромінювання з набагато більшою довжиною хвилі (
9,5 мікрометра). Отвори в Нанопористий поліетилені «непомітні» для нього, тому матеріал здатний пропускати більше 90 відсотків тепла, що виходить від людського тіла. Таким чином, матеріал блокує частину тепла, яка надходить у вигляді енергії оптичного випромінювання, і охолоджує шкіру, пропускаючи виходить від неї інфрачервоне теплове випромінювання.
Інша важлива перевага нанопористого поліетилену полягає в тому, що пори не перешкоджають циркуляції повітря і проходженню молекул води. Це дозволить виготовленої з неї одязі пропускати піт, що виділяється людиною, що в свою чергу сприятиме додатковому охолодженню його тіла. Для посилення ефекту дослідники покрили матеріал гідрофобним полідопаміном, який сприяє виштовхування поту. Щоб зробити свій винахід більш схожим на тканину і придатним для носіння, дослідники помістили між двома шарами нанопористого поліетилену волокна бавовни, скріпивши шари точковим зварюванням.
В ході експерименту за участю пристрою, що імітує тепловіддачу шкіри людини, виявилося, що нанопористий поліетилен підвищує температуру «шкіри» всього на 0,8 градуса Цельсія, тоді як звичайна бавовняна тканина - на 3,5 градуса, а Тайвек, нетканий синтетичний матеріал з щільних поліетиленових ниток, - на 2,9 градуса. За словами вчених, подібна різниця температур відповідає самовідчуття людини від перебування в приміщенні з кондиціонером і некондіціоніруемих приміщенні відповідно.
Дослідники зі Стенфорда вважають, що їх винахід може лягти в основу нового типу охолоджуючої одягу. Перевагою нової тканини вони називають його дешевизну і доступність, так як нанопористий поліетилен сьогодні використовується в літій-іонних акумуляторах як ізолятор між анодом і катодом. В майбутньому інженери планують вивчити, як буде вести себе матеріал після декількох прань і впливу ультрафіолету.