Neue lilafarbene kühlende Textilie bleibt in der Sonne 4,2 Grad kühler als weiße Baumwolle

Weiße Kleidung gilt bei Hitze als sichere Wahl, weil sie viel Sonnenlicht zurückwirft und sich deshalb weniger stark erwärmt. Dunkle Farben tun meist das Gegenteil. Umso überraschender ist ein neuer Stoff aus China und Australien: Die lilafarbene kühlende Textilie blieb in direkter Sonne 4,2 Grad Celsius kühler als handelsübliche weiße Baumwolle. Entscheidend ist ihre Oberfläche, die viel Sonnenstrahlung reflektiert und Wärme zugleich besonders gut wieder abgibt.

Entwickelt wurde das Material unter Leitung der Zhengzhou University gemeinsam mit Forschern der Adelaide University. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal Small. Besonders bemerkenswert ist die Farbe. Lila galt für passive Kühltextilien bislang als schwierig. Damit ein Stoff violett erscheint, muss er unter anderem grünes Licht absorbieren.

Gerade in diesem Bereich trifft jedoch besonders viel Sonnenenergie auf die Erdoberfläche. Bei uns mag der Sommer weitgehend vorbei sein, doch die nächsten heißen Tage kommen bestimmt – und genau dann könnten solche Textilien helfen, den Körper ohne zusätzliche Energie kühler zu halten.

Warum eine lilafarbene kühlende Textilie technisch so schwierig ist

Für die Farbe nutzten die Forscher eine metallorganische Gerüstverbindung, kurz MOF. Solche hochporösen Materialien bestehen aus Metallbestandteilen und organischen Molekülen. Das verwendete MOF liefert das kräftige Violett und besitzt zugleich Eigenschaften, die für die Kühlung wichtig sind.

Kombiniert wurde es mit Zinkoxid-Nanopartikeln und thermoplastischem Polyurethan. Aus dieser Mischung entstanden per Elektrospinnen sehr feine Fasern. Die fertige Textilie reflektierte durchschnittlich 87,6 Prozent der einfallenden Sonnenstrahlung. Zugleich erreichte sie im mittleren Infrarotbereich eine Emissivität von 96,4 Prozent. Vereinfacht gesagt: Sie hält einen großen Teil der Sonnenenergie fern und kann eigene Wärme sehr gut abstrahlen.

Im Sonnentest schlägt der lila Stoff weiße Baumwolle

Wie groß der Unterschied ausfällt, überprüften die Forscher unter freiem Himmel und mit simulierter Haut. Dabei ergaben sich drei besonders anschauliche Werte für die lilafarbene kühlende Textilie:

• 4,2 Grad Celsius kühler als handelsübliche weiße Baumwolle bei direkter Sonneneinstrahlung
• 6,2 Grad Celsius kühler als herkömmliche violette Baumwolle
• bis zu 8 Grad Celsius kühler als unbedeckte simulierte Haut während des Tages

Zum Vergleich: Weiße Baumwolle senkte die Temperatur der simulierten Haut maximal um 4,6 Grad Celsius, violette Baumwolle um 2,8 Grad Celsius.

Auch nach 50 Wäschen bleibt die Kühlwirkung erhalten

Ein Stoff für den Alltag muss mehr können als Wärme abgeben. Er soll beweglich bleiben, Feuchtigkeit entweichen lassen und wiederholtes Waschen verkraften. Nach Angaben der Adelaide University ist das neue Material leicht, flexibel und deutlich dehnbar. Wasserdampf kann durch das Gewebe gelangen, sodass auch Schweiß verdunsten kann. Gleichzeitig ist die Oberfläche stark wasserabweisend.

Die Kühlleistung blieb auch nach 50 Waschzyklen erhalten. Bei intensiver UV-Bestrahlung veränderten sich die optischen Eigenschaften ebenfalls kaum. Die Belastung entsprach laut Universität ungefähr 108 Tagen im Freien. Damit besitzt das Versuchsmaterial bereits mehrere Eigenschaften, die für Kleidung unter heißen Bedingungen wichtig wären.

Künftig könnten auch andere Farben kühl bleiben

Für Jun Ma von der Adelaide University löst die Entwicklung ein Problem, das farbige Kühltextilien bislang ausgebremst hat. „Bisher mussten wir uns zwischen Kühlleistung und Aussehen entscheiden“, sagt der Materialwissenschaftler und Koautor. „Unsere Forschung zeigt, dass wir beides haben können. Wir können einen Stoff herstellen, der lila aussieht, gleichzeitig aber den größten Teil der Sonnenenergie reflektiert und Wärme sehr effizient abgibt.“

Interessant wäre das Material vor allem für Menschen, die längere Zeit Hitze ausgesetzt sind, etwa Beschäftigte im Freien oder Sportler. Koautor Yangzhe Hou sagt: „Für Menschen, die draußen arbeiten, Sportler und alle, die heißem Wetter ausgesetzt sind, geht es beim Kühlbleiben nicht nur um Komfort.“ Die Forscher wollen Textilien entwickeln, die bei der Temperaturregulation helfen, ohne dafür Strom oder andere zusätzliche Energie zu benötigen.

Lila könnte dabei erst der Anfang sein. Andere metallorganische Gerüstverbindungen besitzen andere optische Eigenschaften und könnten deshalb weitere Farben ermöglichen. „Die langfristige Chance besteht darin, sich von der Vorstellung zu lösen, dass kühlende Stoffe weiß sein müssen“, sagt Hou. Künftige Kühlkleidung müsste dann nicht mehr zwangsläufig hell aussehen, um in der Sonne möglichst wenig Wärme aufzunehmen.

Kurz zusammengefasst:

• Eine neue lilafarbene Textilie reflektiert 87,6 Prozent der Sonnenstrahlung und kann Wärme zugleich sehr gut als Infrarotstrahlung abgeben.
• In direkter Sonne blieb sie 4,2 Grad Celsius kühler als weiße Baumwolle und 6,2 Grad kühler als herkömmliche violette Baumwolle.
• Das Material blieb auch nach 50 Waschzyklen leistungsfähig und könnte künftig farbige Kleidung ermöglichen, die ohne zusätzlichen Energieverbrauch kühlt.

Übrigens: Nicht nur Kleidung lässt sich ohne zusätzlichen Energiehunger kühler machen – auch ein sanierter Zürcher Altbau kommt ohne klassische Klimageräte aus. Dort übernimmt im Sommer die frühere Heizung die Kühlung. Mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Adelaide University