Le premier tissu qui rafraîchit ou réchauffe selon les conditions

Plusieurs technologies textiles ont révolutionné l’industrie de l’habillement par les propriétés thermiques qu’elles offrent. Dans cette catégorie, on cite les tissus à base de matériaux à changement de phase à partir desquels sont fabriqués des vêtements isolant le corps ou le réchauffant. Or aucune des technologies actuelles n’est capable de protéger contre toutes les variations de température.

Une équipe dirigée par YuHuang Wang, un professeur de biochimie à la University of Maryland (UMD), aux États-Unis, a créé un tissu qui modifie ses fonctions selon le besoin de l’utilisateur. En effet, il sert aussi bien à protéger du froid que de la chaleur. Les chercheurs ont déclaré dans un article publié récemment qu’il s’agissait du premier textile capable de modifier ses propriétés pour bloquer ou libérer la chaleur en fonction de la température. En effet, en présence de chaleur et d’humidité, le tissu laisse passer les rayonnements infrarouges émis par le corps humain. Lorsqu’il fait froid et sec, le textile retient cette chaleur corporelle.

Composition et fonctionnement du textile

Le tissu est conçu à partir de fils aux propriétés nanométriques, composés de fibres à base de triacétate de cellulose. Les fibres sont aussi recouvertes d’un métal conducteur et léger, à savoir les nanotubes de carbone.

Avant de présenter comment le tissu réagit aux différentes températures, il est important de comprendre les changements thermiques du corps en réaction à l’environnement. La température moyenne du corps est de 37 ^oC. À température ambiante, l’être humain émet des rayonnements infrarouges qui se situent aux alentours de 10 μm. Comme l’explique cette vidéo, quand la température baisse, l’hypothalamus, notre thermostat interne, active un système pour faire remonter la chaleur du corps.

Le nouveau textile a lui aussi un système qui lui permet de réagir selon les conditions. Les fibres du textile sont composées à la fois d’un composé hydrophobe et d’un autre, hydrophile. Lorsqu’elles sont exposées à l’humidité, en outre la sueur, les fibres se déforment, ce qui modifie le couplage électromagnétique entre les nanotubes de carbone qui les recouvrent, donc change la façon dont le textile réagit aux infrarouges. Il les retient ou favorise leur évacuation comme une espèce de barrière, d’où le terme « gating » employé par les chercheurs.

Voici la simulation de la réaction des fibres aux changements de températures.

Les chercheurs ont annoncé que la technologie nécessite encore d’autres travaux avant d’être commercialisée.

L’étude qui s’intitule « Dynamic gating of infrared radiation in a textile », a été publiée dans Science le 8 février 2019. Elle a été coécrite par des chercheurs du Department of Chemistry and Biochemistry, le Department of Physics and Center for Nanophysics and Advanced Materials et du Maryland NanoCenter, de l’UMD.