Il tessuto che mantiene o dissipa il calore del corpo in base alle condizioni climatiche

Giuseppe Forte

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In diversi periodi dell’anno, specialmente quando il clima è piuttosto variabile, azzeccare l’abbigliamento che mantenga il corpo alla giusta temperatura può rivelarsi una vera e propria impresa. Un team di ricercatori dell’Università del Maryland, negli Stati Uniti, ha messo a punto un nuovo tessuto intelligente che potrà presto lasciare questo problema nel dimenticatoio.

YuHuang Wang, professore di chimica e biochimica all’UMD, e i suoi colleghi hanno realizzato questo nuovo materiale intelligente, costituito da uno speciale filato rivestito di nanotubi di carbonio ed in grado di autoregolare la quantità di calore che può attraversarlo a seconda delle condizioni climatiche. Il suo funzionamento è molto semplice e basato principalmente sulla regolazione delle radiazioni termiche, in particolare quelle nell’infrarosso. Quando fa caldo o c’è molta umidità, ad esempio in presenza di un corpo sudato, le fibre del tessuto si contraggono favorendo l’apertura di minuscoli pori e quindi un maggiore attraversamento da parte della radiazione infrarossa. In questo modo, il calore viene dissipato all’esterno e il corpo si mantiene più fresco. Quando invece la temperatura si fa più rigida e le condizioni sono secche e asciutte, la trama del tessuto si infittisce, determinando la chiusura dei pori e quindi trattenendo il calore prodotto naturalmente dal corpo.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Science, è stata condotta per ottimizzare lo scambio di calore a seconda del clima. Il corpo umano lo assorbe e lo perde in gran parte mediante radiazioni infrarosse ad una lunghezza d’onda intorno ai 10 micrometri. Poiché né la pelle né i tessuti tecnici più comuni sono capaci di controllare in modo dinamico tale gestione termica, i ricercatori hanno pensato di concepire questo nuovo prodotto sfruttando le proprietà di due diversi materiali sintetici: uno per assorbire i liquidi, l’altro per respingerli. Il risultato ottenuto, grazie anche all’apporto garantito dai nanotubi in carbonio, ha permesso di modulare efficacemente la radiazione infrarossa di oltre il 35%, quando l’umidità relativa della pelle sottostante è cambiata. Inoltre, stando a quanto riportato dai ricercatori, il tessuto entra in azione per disperdere l’eventuale eccesso di calore ancor prima che l’utilizzatore stesso si accorga di avere troppo caldo. Gli esperimenti e la modellazione hanno dimostrato che questo effetto deriva dall’accoppiamento elettromagnetico dipendente dalla distanza tra le fibre vicine nei filati tessili.

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“Questa è la prima tecnologia che ci consente di attraversare dinamicamente le radiazioni infrarosse”, ha spiegato YuHuang Wang. “Si può pensare a questo effetto di accoppiamento come la piegatura di un’antenna radio per cambiare la lunghezza d’onda o la frequenza con cui risuona. Quando le fibre vengono avvicinate, la radiazione interagisce con i cambiamenti. Nell’abbigliamento, ciò significa che il tessuto interagisce con il calore che si irradia dal corpo”. Il comportamento totalmente autonomo del nuovo tessuto potrebbe dar luogo ad un’infinità di opzioni per potersi vestire con un notevole occhio di riguardo nei confronti della gestione termica. “Il corpo umano è un radiatore perfetto. Emette calore rapidamente”, ha affermato Min Ouyang, professore di fisica presso l’UMD. “Fino ad ora, l’unico modo per potersi regolare è stato quello di togliere o indossare i vestiti. Ma questo prodotto è un vero regolatore bidirezionale”.

Il nuovo tessuto intelligente può normalmente essere tagliato, cucito, lavato e asciugato come uno tradizionale. Sarà anche possibile commercializzarlo senza grandi adattamenti sulle metodologie di produzione, dal momento che i due materiali sintetici di cui si compone sono già presenti sul mercato; il rivestimento in nanotubi potrà invece essere tranquillamente applicato nell’operazione di filatura. Al momento, il team è alla ricerca di partner industriali con cui avviare la produzione, con la possibilità di aprire un percorso per lo sviluppo di capi d’abbigliamento per la gestione termica che siano autonomi e autoalimentati, oltre che per espandere la nostra capacità di adattamento agli ambienti più esigenti.