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Un textile pour lutter contre les grosses chaleurs

Une équipe américaine a mis au point un textile à base de polyéthylène nanoporeux permettant de rafraichir le corps humain, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour économiser l’énergie lors des périodes de chaleur.

En cas de forte chaleur, même le plus léger des t-shirts peut être difficile à supporter. Des ingénieurs de l’université de Stanford ont peut-être trouvé une solution pour y remédier. L'équipe américaine a développé un textile capable de rafraîchir le corps plus efficacement que n’importe quel tissu naturel ou synthétique actuel. Leurs travaux sont décrits dans une étude parue dans la revue Science, le 1er septembre 2016.

Dans des conditions normales, la peau présente une température de 34 °C et émet un rayonnement infrarouge dans des longueurs d’onde comprises entre 7 et 14 µm. Ce mécanisme est responsable jusqu’à 50 % de la perte calorifique du corps. Or, si nos vêtements bloquent la lumière extérieure, ils empêchent également les infrarouges de s’échapper... et le corps finit par s’échauffer.

Un textile rafraîchissant

Pour remédier à ce problème, Po-Chun Hsu, Yi Cui et ses collègues de l’université de Standford ont conçu un textile reflétant la lumière tout en permettant à la chaleur rayonnante du corps de s’évacuer. Pour cela, ils ont exploré les caractéristiques d’un plastique, le polyéthylène nanoporeux (nanoPE).

Textile nanoporeux (nanoPE) en 3D, conçu par des ingénieurs de l'Université de Standford (États-Unis), spécialistes des sciences de la matière.© Yi Cui Group - Stanford University

Ce matériau a des pores interconnectés de 50 à 1 000 nanomètres de diamètre, une taille comparable à la longueur d’onde de la lumière visible. Cette caractéristique permet de réfléchir la lumière visible. En revanche, ces pores sont plus petits que la longueur d’onde de la lumière infrarouge : cela pourrait paraître contre-intuitif, mais cette propriété fait que le nanoPE est transparent aux infrarouges.

L’équipe a comparé les performances du nanoPE et du coton : 96 % des infrarouges passent à travers le nanoPE contrairement au coton qui n’en laisse passer que 1,5 %. Conséquence : ce dernier génère un espace plus frais entre la peau et le tissu.

Comment le polyéthylène nanoporeux reflète la lumière visible, et permet aussi à la chaleur corporelle de s'échapper.© Carla Schaffer / AAAS

Dans le cadre de leur expérience, les chercheurs ont développé un dispositif pour simuler la production de chaleur de la peau. Dans ces conditions, les auteurs ont alors constaté que nanoPE augmente la température de la peau de 0,8 °C, par rapport à 3,5 °C pour le coton et 2,9 °C pour les tissus en polyéthylène disponibles dans le commerce.

Le polyéthylène conventionnel n’élimine pas l’humidité. Toutefois, les chercheurs ont pu surmonter cette caractéristique de manière à rendre le nouveau textile suffisamment perméable à l’air, lui conférer un drainage rapide de l’eau et la résistance mécanique nécessaire pour pouvoir être porté.

Textile nanoPE© Yi Cui Group - Stanford University]

Cette nouvelle famille de textile ouvre la porte à une gestion de la consommation d’énergie simple et efficace, prônent les chercheurs. Elle pourrait être intégrée aux vêtements sous les climats chauds tout en réduisant l’utilisation de l’air conditionné, facteur de coûts énergétiques importants, mais aussi aux véhicules, aux toiles de tente et à bien d’autres applications encore à imaginer.

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