Un tissu intelligent réémet la chaleur absorbée pour garder son porteur au frais au Soleil

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À gauche, un tissu normal ; à droite, le métatissu. | S. Zeng et al. 2021

À l’heure où le réchauffement climatique s’accentue et que les températures moyennes augmentent, la recherche tente de trouver des moyens alternatifs à la climatisation et autres systèmes de refroidissement pour combattre la chaleur ambiante. Dans ce but, une équipe de chercheurs a mis au point un métatissu réfléchissant la lumière UV/visible et réémettant les infrarouges absorbés afin d’abaisser la température du porteur, que ce soit une personne ou un objet (comme une voiture). Ce métatissu pourrait équiper les vêtements du commerce d’ici un an. 

Les vêtements et les couvertures composés d’un tissu intelligent qui émet de la chaleur et réfléchit la lumière pourraient aider les personnes et les objets exposés au Soleil à rester au frais. Guangming Tao de l’Université des sciences et technologies de Huazhong à Wuhan, en Chine, et ses collègues, ont développé ce qu’ils appellent un « métatissu » en combinant des perles microscopiques et des fibres d’oxyde de titane, de téflon et un plastique appelé acide polylactique, le tout incrusté dans des fibres plus grosses.

Les billes d’oxyde de titane — une substance également présente dans les crèmes solaires — et le téflon, réfléchissent la lumière ultraviolette et visible, tandis que les fibres d’acide polylactique émettent de la lumière infrarouge. Les tailles des particules sont conçues pour optimiser ces propriétés. « Grâce au contrôle structurel, notre métatissu atteint une émissivité dans l’infrarouge moyen presque parfaite, maximisant ainsi la dissipation thermique », explique Tao.

Un métatissu rafraîchissant les personnes et les objets

Lors  d’un test, un volontaire portant un gilet composé à moitié de métatissu et à moitié de coton s’est assis à la lumière directe du Soleil pendant une heure. La température de la peau sous le métatissu est passée d’environ 31 °C à 32 °C au cours de cette période, tandis que la température de la peau sous le coton est passée à environ 37 °C.

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Composition, organisation et comportement du métatissu exposé à la lumière solaire. © S. Zeng et al. 2021

Dans un autre test, une voiture a été recouverte de métatissu, une autre d’une housse achetée en magasin et une troisième a été laissée à découvert. Lorsqu’elle était laissée au Soleil de 11h à 13h, la température montait à 60 °C dans la voiture découverte, à 57 °C dans la voiture avec la bâche standard et à 30 °C dans celle avec la bâche en métatissu.

Le métatissu est plus efficace lorsqu’il est en contact avec la peau. Si quelqu’un portait un vêtement fait de métatissu sur une épaisse couche de vêtements normaux, une grande partie de l’effet de refroidissement serait perdue car moins de chaleur corporelle serait conduite vers le métatissu puis rayonnée.

Vers la démocratisation des métatissus anti-chaleur

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Les chercheurs se concentrent sur le refroidissement des personnes et des objets exposés à la lumière directe du Soleil, mais il y aurait toujours un effet de refroidissement à l’ombre, explique Tao. Le tissu peut être teint de différentes couleurs, mais le blanc est le plus efficace pour refléter la lumière du Soleil.

« Cette technologie peut être parfaitement adaptée à une fabrication finie et moderne. Nous espérons que nos produits seront disponibles dans un an environ », explique Tao. Certaines marques de vêtements bien connues s’intéressent déjà au métatissu « Ce travail est absolument impressionnant compte tenu de ses performances de refroidissement extérieur », déclare Po-Chun Hsu de l’Université Duke en Caroline du Nord.

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Hsu et ses collègues ont développé des tissus rafraîchissants qui fonctionnent différemment. Au lieu d’émettre des infrarouges, ils lui sont transparents. L’une des principales façons dont notre corps perd de la chaleur est en émettant des infrarouges, mais les vêtements normaux bloquent la plupart des rayonnements infrarouges. Cette équipe a montré que porter des vêtements transparents aux infrarouges équivaut à réduire la température de 2 °C. Hsu pense que l’adoption généralisée de tels vêtements pourrait aider à lutter contre le changement climatique en réduisant la demande de climatisation.

Sources : Science

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