新しいテキスタイルが暖かさを解き放つ

Jul 22, 2023

マサチューセッツ州アマースト — マサチューセッツ大学アマースト校の 3 人のエンジニアが、シロクマの毛皮をモデルにした合成繊維を作るという 80 年にわたる探求に終止符を打つ生地を発明しました。結果は公表されました最近、雑誌「ACS Applied Materials and Interfaces」で発表された論文は、すでに市販製品として開発されています。

ホッキョクグマは、華氏マイナス50度という低い北極の気温をものともせず、地球上で最も過酷な環境のいくつかに住んでいます。 クマは気温が急降下しても成長できるように多くの適応を持っていますが、1940年代以来、科学者たちは特にその毛皮に注目してきました。 科学界は、ホッキョクグマの毛皮がどのようにして暖かさを保ってくれるのか、と疑問を呈しています。

一般に、私たちは暖かく保つ方法は天候から身を守ることだと考えています。 しかし、別の方法もあります。ここ数十年の主要な発見の 1 つは、多くの極地動物が体温を維持するために太陽光を積極的に利用しているということであり、ホッキョクグマの毛皮はその好例としてよく知られています。

科学者たちは、クマの秘密の一部がその白い毛皮にあることを何十年も前から知っていました。 黒い毛皮の方が熱を吸収するのに優れているのではないかと思う人もいるかもしれないが、シロクマの毛皮は太陽放射をクマの皮膚に伝えるのに非常に効果的であることが判明した。

「しかし、毛皮は方程式の半分に過ぎません」と論文の主著者であり、アマースト大学アマースト校の化学准教授で化学工学の非常勤講師でもあるトリシャ・L・アンドリュー氏は言う。 「残りの半分はホッキョクグマの黒い皮膚です。」

アンドリューの説明によれば、シロクマの毛皮は本質的に天然の光ファイバーであり、太陽光をクマの皮膚に伝え、皮膚が光を吸収してクマを加熱します。 しかし、毛皮はまた、温められた皮膚が苦労して獲得した暖かさをすべて放射するのを防ぐのにも非常に優れています。 太陽が輝くと、厚い毛布を着ているような気分になります。毛布自体が温まり、その暖かさを肌の近くに閉じ込めます。

アンドリューと彼女のチームが行ったのは、シロクマの毛皮のように、可視光を下層まで伝導する糸で構成された上層の二層構造の生地を設計することでした。下層はナイロン製で、PEDOT と呼ばれる黒色の素材でコーティングされています。 PEDOT はシロクマの皮膚のように、効率よく温めます。

実際、このような素材で作られたジャケットは、綿で作られた同じジャケットよりも 30% 軽量でありながら、太陽が輝いている限り、または綿のジャケットが対応できる温度より 10 ℃ 低い温度でも快適に過ごせます。部屋は明るいです。

「暖房には大量のエネルギーが消費されますが、そのほとんどが化石燃料由来です」と、この論文の筆頭著者であるウェスリー・ヴィオラ氏は言う。彼はマサチューセッツ大学で化学工学の博士号を取得し、現在はアンドリュー氏のスタートアップ、ソリヤーンLLCに勤めている。 「当社のテキスタイルは晴れた日のアウターとして本当に輝きますが、光熱捕捉構造は、既存の室内照明を使用して体を直接加熱することを想像できるほど効率的に機能します。エネルギー資源を体の周囲の「個人の気候」に集中させることで、このアプローチは可能性があります。現状よりもはるかに持続可能になるでしょう。」

- このプレスリリースはもともとマサチューセッツ大学アマースト校のウェブサイトに掲載されたものです