Forskare från RMIT University använder nanodiamanter för att skapa smarta textilier som kan kyla ner människor snabbare. Deras studie, publicerad i tidskriften Polymers for Advanced Technologies , hittat tyg tillverkat av bomull belagd med nanodiamanter, med en metod som kallas elektrospinning, visade en minskning med 2–3°C under nedkylningsprocessen jämfört med obehandlad bomull.
De gör detta genom att dra ut kroppsvärme och släppa ut den från tyget – ett resultat av den otroliga värmeledningsförmågan hos nanodiamanter.
Projektledare och universitetslektor, Dr. Shadi Houshyar, sa att det fanns en stor möjlighet att använda dessa insikter för att skapa nya textilier för sportkläder och till och med personliga skyddskläder, såsom underlager för att hålla brandmännen svala. Studien fann också att nanodiamanter ökade UV-skyddet hos bomull, vilket gör den idealisk för sommarkläder utomhus.
"Även om 2 eller 3 grader kanske inte verkar vara en stor förändring, gör det en skillnad i komfort och hälsoeffekter under längre perioder och i praktiska termer kan det vara skillnaden mellan att hålla din luftkonditionering avstängd eller att slå på den," Houshyar sa.
"Det finns också potential att utforska hur nanodiamanter kan användas för att skydda byggnader från överhettning, vilket kan leda till miljöfördelar."
Användningen av detta tyg i kläder beräknades leda till en energibesparing på 20–30 % på grund av lägre användning av luftkonditionering.
Baserat i Center for Materials Innovation and Future Fashion (CMIFF), består forskargruppen av RMIT-ingenjörer och textilforskare som har stark expertis i att utveckla nästa generations smarta textilier, samt att arbeta med industrin för att utveckla realistiska lösningar.
Tvärtemot vad många tror är nanodiamanter inte detsamma som diamanterna som pryder smycken, sa Houshyar.
"De är faktiskt billiga att tillverka - billigare än grafenoxid och andra typer av kolmaterial", sa hon.
"Även om de har en kolgitterstruktur är de mycket mindre i storlek. De är också lätta att göra med metoder som detonation eller från avfallsmaterial."
Bomullsmaterial belades först med ett lim, sedan elektrospunnet med en polymerlösning gjord av nanodiamanter, polyuretan och lösningsmedel.
Denna process skapar en väv av nanofibrer på bomullsfibrerna, som sedan härdas för att binda samman de två.
Ledande forskare och forskningsassistent, Dr. Aisha Rehman, sa att beläggningen med nanodiamanter medvetet applicerades på endast en sida av tyget för att förhindra att värmen i atmosfären överförs tillbaka till kroppen.
"Siden av tyget med nanodiamantbeläggningen är det som berör huden. Nanodiamanterna överför sedan värme från kroppen till luften", säger Rehman, som arbetade med studien som en del av sin doktorsexamen.
"Eftersom nanodiamanter är så bra värmeledare, gör det det snabbare än obehandlat tyg."
Nanodiamanter valdes för denna studie på grund av deras starka värmeledningsförmåga, säger Rehman.
Nanodiamanter används ofta inom IT och kan också bidra till att förbättra de termiska egenskaperna hos vätskor och geler, samt öka korrosionsbeständigheten i metaller.
"Nanodiamanter är också biokompatibla, så de är säkra för människokroppen. Därför har de stor potential inte bara inom textilier utan även inom det biomedicinska området," sa Rehman.
Medan forskningen fortfarande var preliminär sa Houshyar att denna metod att belägga nanofibrer på textilier hade en stark kommersiell potential.
"Denna elektrospinningsmetod är enkel och kan avsevärt minska mängden tillverkningssteg jämfört med tidigare testade metoder, som har långa processer och slöseri med nanodiamanter," sa Houshyar.
Ytterligare forskning kommer att studera nanofibrernas hållbarhet, särskilt under tvättprocessen.
Mer information: Aisha Rehman et al, Immobilisering av nanodiamanter på bomullstyg genom nanofibrösa polyuretanbeläggningar för sommarkläder, Polymers for Advanced Technologies (2023). DOI:10.1002/pat.6222
Tillhandahålls av RMIT University
