Nouvelle Technologie: Propriétés De Gestion Thermique Des Tissus À Haute Entropie

Le maintien d'une température métabolique confortable est essentiel au maintien des fonctions physiologiques de base du corps.À l'extérieur, les adultes au repos consomment environ 50% de leur chaleur par rayonnement infrarouge, tandis que les matières textiles traditionnelles comme le coton et le polyester ont une émissivité infrarouge élevée (~ 90%), ce qui entraîne une perte importante de chaleur radiante.Par conséquent, le traitement de la surface du tissu et la gestion thermique du corps humain compenseront ces défauts.

À l'heure actuelle, l'Absorbance des tissus de gestion thermique n'est pas idéale et ne peut pas chauffer efficacement le corps humain par temps froid. Cependant, la technologie de revêtement d'absorption sélective existante perdra la sélectivité spectrale en raison de la rugosité élevée de la surface des tissus de coton ordinaires.Par conséquent, il est très important d'étudier les tissus de gestion de la chaleur à faible consommation d'énergie.

Récemment, Gao Xianghu et Liu Gang, chercheurs au laboratoire de chimie et de matériaux de l'énergie propre de l'Institut de Physique chimique de Lanzhou de l'Académie chinoise des sciences, ont préparé des couches minces multicouches à base de nitrure à haute entropie (zrnbmo Al - n) sur des tissus de coton ordinaires par pulvérisation de magnétron, réalisant ainsi un tissu de gestion de la chaleur humaine avec une sélectivité spectrale élevée.En établissant un modèle de transfert de chaleur à l'état d'équilibre, les chercheurs ont constaté que l'Absorbance élevée et la faible émissivité du tissu contribuent à l'isolation thermique du corps humain à basse température, en particulier à l'optimisation de l'Absorbance, ce qui augmente efficacement la capacité d'isolation thermique dans un environnement extérieur éclairé (Figure 1).

Par conséquent, les propriétés optiques des couches minces multicouches ont été optimisées par des calculs théoriques et des expériences (Figure 2).Le revêtement d'absorption sélective optimisé a atteint un taux d'absorption élevé de 92,8% et un faible taux d'émission de 39,2% sur le tissu de coton modifié par l'aluminium m étallique. Il a une excellente efficacité de conversion photothermique (82,2%, 600 W m - 2, 0 ) et a un avantage évident sur Le tissu chauffé par l'énergie solaire.Les chercheurs ont vérifié expérimentalement la capacité de chauffage du tissu.En raison de la faible émissivité du tissu, la température de réglage de la climatisation intérieure est réduite de 3,5 , ce qui réduit la consommation d'énergie.

Les matins d'hiver, bien que l'intensité de la lumière du soleil ne soit que de 350w m - 2 et que la température de l'air soit de 7,5 °C, l'utilisation d'un tissu isolant à haute entropie étudié par l'équipe peut augmenter la température de surface du corps de 12 °C (Figure 3).En même temps, le tissu maintient également la perméabilité du coton. Les essais expérimentaux montrent qu'il a une bonne perméabilité à la vapeur d'eau, perméabilité à l'air et durabilité.Après différents cycles de lavage, le tissu conserve d'excellentes propriétés optiques.

Le tissu à haute entropie proposé par l'équipe présente de nombreux avantages, tels qu'une bonne efficacité de conversion photothermique, une perméabilité à l'air, une transmission de vapeur d'eau, une résistance mécanique, une durabilité, une lavabilité et une préparation facile, ce qui contribue grandement à la recherche et à l'application pratique de la gestion thermique humaine du tissu.Les résultats de la recherche ont été publiés dans Advanced Science sous le titre Efficiency Warming Textile Enhanced by a High Entropy Spectral Selective nanofill with High Solar abstraction.

Les travaux de recherche pertinents ont été appuyés par la Youth innovation Promotion Association de l'Académie chinoise des sciences, les grands projets scientifiques et technologiques de la province de Gansu et les grands projets de percée prévus dans le cadre du « quatorzième plan quinquennal » de l'Institut Lanzhou des produits chimiques.

Figure 1 Mécanisme d'isolation thermique et vérification théorique des tissus isolants à haute entropie

Figure 2 préparation et propriétés optiques des tissus isolants à haute entropie

Figure 3 vérification à l'extérieur des propriétés d'isolation thermique des tissus isolants à haute entropie