Wachsen heiß und kalt

Phasenwechselmaterialien halten Astronauten in der schwarzen Leere des Weltraums warm und in der Sonnenblendung kühl. Mikroverkapselung ist der Fluch geruchsempfindlicher Zeitschriftenleser. Jetzt haben zwei Unternehmen – Outlast Technologies mit Sitz in Boulder, Colorado, und Frisby Technologies, mit Sitz in Freeport, New York – diese Technologien vereint, um neue Arten von Kleidung zu entwickeln, die die Körperwärme des Trägers regulieren.

Phasenwechselmaterialien speichern oder geben Wärme ab, wenn sie zwischen fester und flüssiger Form oszillieren. Wenn ein Phasenwechselmaterial in einen festen Zustand übergeht, gibt es Wärme ab; Wenn es in den flüssigen Zustand zurückkehrt, nimmt es es auf – wie ein schmelzender Eiswürfel, der die Wärme aus einem Glas Wasser zieht. Tatsächlich kann Wasser als Phasenwechselmaterial mit einer Auslösetemperatur von 32 Grad Fahrenheit definiert werden. Solche Materialien sind üblich; eine NASA-Studie identifizierte mehr als 100.

Schach ist zu einfach

Diese Geschichte war Teil unserer März-Ausgabe 1998



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In Anlehnung an eine Technologie, die ursprünglich für das US-Weltraumprogramm entwickelt wurde, verwenden die beiden Unternehmen Mikroverkapselungen – winzige Kapseln wie die, die Dufttropfen in Hochglanzmagazin-Parfümanzeigen einschließen –, um die isolierenden Eigenschaften von Phasenwechselmaterialien zu erfassen.

Jede andere Isolierung da draußen hängt von einem ab: Lufteinschlüssen, sagt Matt Maguire, Leiter der technischen Entwicklung bei Frisby. Wir nutzen die Wärme Ihres Körpers. Wir können es einfangen und verwenden, wenn Ihr Körper es braucht.

Die Mikrokapseln nehmen nicht nur mehr Wärme auf als herkömmliche Isolierungen, sondern geben sie auch nach und nach innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs ab. Rick Wolf, Präsident der Bekleidungs- und Textilabteilung von Outlast, vergleicht die Technologie mit dem Dimmer eines Lichtschalters. Was wir bieten, ist nicht nur Isolierung, sondern auch Temperaturregulierung, sagt er.

Ein Snowboardhandschuh aus einer Art von mikroverkapseltem Phasenwechselmaterial hat beispielsweise eine Auslösetemperatur von 83 Grad Fahrenheit. Wenn eine Snowboarderin den Handschuh zum ersten Mal anzieht, lädt ihre Körperwärme das Phasenwechselmaterial auf und verwandelt es von einem festen in einen flüssigen Zustand. Während sie den Sessellift hinauffährt, fungiert das Material als Wärmebarriere und gibt Wärme ab, wenn sich die Mikrokapseln ihren Zustand ändern.

Die Kälte muss sie erstarren lassen, bevor sie in die Hände eindringen kann, sagt Maguire.

Wenn die Snowboarderin bergab fährt, erzeugt sie Körperwärme, die die Mikrokapseln wieder auflädt und den Zyklus von vorne beginnt.

Obwohl die Unternehmen dieselbe Basistechnologie lizenziert haben, vermarkten sie sie auf unterschiedliche Weise. Outlast hat ein proprietäres Verfahren entwickelt, bei dem die Mikrokapseln in Stränge aus Acrylfasern eingebettet oder eine Schicht davon mit einem Stoff verbunden werden. Frisby suspendiert die Kapseln in Flüssigkeiten und verschiedenen Schäumen. Es nennt den Schaum, den es in Bekleidungsprodukten verwendet, ComforTemp.

Wolf lehnt es ab, die Materialien in Outlast-Produkten zu identifizieren, aber Maguire sagt, dass Frisby paraffinische Materialien verwendet, die mit Triggertemperaturen von -30 Grad bis 270 Grad Fahrenheit formuliert werden können. Die Materialien sind in Kapseln untergebracht, die normalerweise einen Durchmesser von 25 Mikrometern haben, sagt Maguire, und sie können wiederholtem Schmelzen und Gefrieren bei der gleichen Temperatur fast ewig standhalten.

Im Gegensatz zur Parfümwerbung, deren Kapseln so konzipiert sind, dass sie Duftstoffe freisetzen, indem sie aufplatzen, verwenden Outlast und Frisby Kapseln, die starkem Gebrauch und wiederholtem Waschen standhalten. Sie werden weder durch Feuchtigkeit beeinträchtigt, noch verlieren sie ihre Wirksamkeit, wie dies bei aufgeblähten Isolierungen der Fall ist, wenn das Material komprimiert wird.

Die Verbraucher profitieren bereits von den Vorteilen dieser neuen Technologie. Eddie Bauer, die Einzelhandelskette und der Bekleidungshersteller, verwendet Outlast in seiner EBTek-Outdoor-Ausrüstung. Nordica wird Outlast in den Innenschuhen seiner Top-Skischuhe verwenden. Der Handschuhhersteller Wells Lamont verwendet ComforTemp-Schaum in seiner Hotfingers-Linie von Ski- und Snowboardhandschuhen, während die Konkurrenten Grandoe und Manzella Outlast-Fasern und -Stoffe in ihre Produkte integrieren. Auch in Bergschuhen, Wathosen und Thermounterwäsche kommen die neuen Materialien zum Einsatz. Und das US-Militär untersucht Möglichkeiten, sie zu verwenden, um Soldaten und Taucher bei schlechtem Wetter wohl zu fühlen.

Die beiden Unternehmen untersuchen nun speziellere Anwendungen für die neuen Materialien, von Feuerwehranzügen und Rennfahrerstiefeln bis hin zu Kühlsystemen für Computer und Lieferbehältern, die Essen zum Mitnehmen warm oder Blutfläschchen kühl halten. Frisby versucht sogar, eine hitzebeständige Beschichtung für die Unterseite eines Senkrechtstarters zu entwickeln, die die Kosten des Fahrzeugs erheblich senken könnte.

Die Grenzen sind in Bezug auf die Märkte für diese Produkte fast grenzenlos, sagt Maguire.

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