Harsen warm en koud

Faseovergangsmaterialen houden astronauten warm in de zwarte leegte van de ruimte en koel in de schittering van de zon. Micro-inkapseling is de vloek van geurgevoelige tijdschriftlezers. Nu zijn twee bedrijven, Outlast Technologies, gevestigd in Boulder, Colo., en Frisby Technologies, gevestigd in Freeport, N.Y., met deze technologieën getrouwd om nieuwe soorten kleding te creëren die de lichaamswarmte van de drager reguleren.

Faseovergangsmaterialen slaan warmte op of geven deze weer af terwijl ze schommelen tussen vaste en vloeibare vorm. Als een faseovergangsmateriaal verandert in een vaste toestand, geeft het warmte af; als het terugkeert naar een vloeibare toestand, absorbeert het het - als een smeltend ijsblokje dat de warmte onttrekt aan een glas water. In feite kan water worden gedefinieerd als een faseovergangsmateriaal met een triggertemperatuur van 32 graden Fahrenheit. Dergelijke materialen zijn gebruikelijk; een NASA-studie identificeerde meer dan 100.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 1998

• Zie de rest van het probleem
• Abonneren

De twee bedrijven passen technologie aan die oorspronkelijk was ontwikkeld voor het Amerikaanse ruimteprogramma en gebruiken micro-inkapseling-kleine capsules zoals die druppels geur insluiten in glossy tijdschriftparfumadvertenties, om de isolerende eigenschappen van faseovergangsmaterialen vast te leggen.

Elke andere isolatie die er is, hangt van één ding af: ingesloten lucht, zegt Matt Maguire, directeur technische ontwikkeling bij Frisby. We benutten de warmte van je lichaam echt. We kunnen het vangen en gebruiken wanneer uw lichaam het nodig heeft.

De microcapsules nemen niet alleen meer warmte op dan traditionele isolaties, maar geven deze ook geleidelijk af binnen een bepaald temperatuurbereik. Rick Wolf, president van de kleding- en textieldivisie van Outlast, vergelijkt de technologie met de dimmer op een lichtschakelaar. Wat we bieden, is niet alleen isolatie, maar ook temperatuurregeling, zegt hij.

Een snowboardhandschoen gemaakt met een soort micro-ingekapseld faseovergangsmateriaal heeft bijvoorbeeld een triggertemperatuur van 83 graden Fahrenheit. Wanneer een snowboarder de handschoen voor het eerst aantrekt, laadt haar lichaamswarmte het faseovergangsmateriaal op en verandert het van een vaste toestand in een vloeistof. Terwijl ze de stoeltjeslift oprijdt, fungeert het materiaal als een thermische barrière en geeft het warmte af als de microcapsules van toestand veranderen.

De kou zal ze hard moeten maken voordat het in de handen kan doordringen, zegt Maguire.

Terwijl de snowboarder bergafwaarts rijdt, genereert ze lichaamswarmte die de microcapsules oplaadt en de cyclus opnieuw begint.

Hoewel de bedrijven dezelfde basistechnologie in licentie hebben gegeven, commercialiseren ze deze op verschillende manieren. Outlast heeft een eigen proces ontwikkeld waarmee het de microcapsules in strengen van acrylvezels insluit of een laag ervan aan een stof bindt. Frisby sust de capsules in vloeistoffen en verschillende soorten schuim. Het noemt het schuim dat het in kledingproducten gebruikt ComforTemp.

Wolf weigert de materialen in Outlast-producten te identificeren, maar Maguire zegt dat Frisby paraffinische materialen gebruikt die kunnen worden geformuleerd met triggertemperaturen die variëren van -30 graden tot 270 graden Fahrenheit. De materialen zijn ondergebracht in capsules met een diameter van typisch 25 micron, zegt Maguire, en ze zijn bijna voor altijd bestand tegen herhaald smelten en bevriezen bij dezelfde temperatuur.

In tegenstelling tot parfumadvertenties, waarvan de capsules zijn ontworpen om geur af te geven door ze te scheuren, gebruiken Outlast en Frisby capsules die bestand zijn tegen intensief gebruik en herhaaldelijk wassen. Ze worden niet aangetast door vocht en verliezen ook niet hun effectiviteit, zoals loft-isolaties doen, wanneer het materiaal wordt samengedrukt.

Consumenten plukken nu al de vruchten van deze nieuwe technologie. Eddie Bauer, de winkelketen en kledingmaker, gebruikt Outlast in zijn EBTek-lijn van outdooruitrusting. Nordica zal Outlast gebruiken in de voeringen van haar eersteklas skischoenen. Handschoenmaker Wells Lamont gebruikt ComforTemp-schuim in zijn Hotfingers-lijn van ski- en snowboardhandschoenen, terwijl concurrenten Grandoe en Manzella Outlast-vezels en -stoffen in hun producten verwerken. De nieuwe materialen verschijnen ook in bergschoenen, viswaadpakken en thermisch ondergoed. En het Amerikaanse leger onderzoekt manieren om ze te gebruiken om soldaten en duikers comfortabel te houden bij zwaar weer.

De twee bedrijven onderzoeken nu meer gespecialiseerde toepassingen voor de nieuwe materialen, van brandweerpakken en laarzen van raceauto's tot koelsystemen voor computers en bezorgcontainers die afhaalmaaltijden warm houden of bloedflesjes koel houden. Frisby probeert zelfs een hittebestendige coating te maken voor de onderbuik van een verticaal opstijgend vliegtuig, wat de kosten van het voertuig aanzienlijk zou kunnen verlagen.

De limieten zijn qua markten voor deze producten bijna grenzeloos, zegt Maguire.

zich verstoppen