Ceretta a caldo e a freddo

I materiali a cambiamento di fase mantengono gli astronauti caldi nel vuoto nero dello spazio e freschi nel bagliore solare. La microincapsulazione è la rovina dei lettori di riviste sensibili al profumo. Ora due aziende, Outlast Technologies, con sede a Boulder, in Colorado, e Frisby Technologies, con sede a Freeport, New York, hanno sposato queste tecnologie per creare nuovi tipi di abbigliamento che regolano il calore corporeo di chi li indossa.

I materiali a cambiamento di fase immagazzinano o rilasciano calore mentre oscillano tra la forma solida e quella liquida. Quando un materiale a cambiamento di fase si trasforma in uno stato solido, emette calore; quando ritorna allo stato liquido, lo assorbe, come un cubetto di ghiaccio che si scioglie assorbendo il calore da un bicchiere d'acqua. In effetti, l'acqua può essere definita come un materiale a cambiamento di fase con una temperatura di innesco di 32 gradi Fahrenheit. Tali materiali sono comuni; uno studio della NASA ne ha individuati più di 100.

Questa storia faceva parte del nostro numero di marzo 1998

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Adattando la tecnologia inizialmente sviluppata per il programma spaziale degli Stati Uniti, le due società utilizzano capsule di microincapsulazione, come quelle che racchiudono gocce di profumo nelle pubblicità di profumi su riviste patinate, per catturare le proprietà isolanti dei materiali a cambiamento di fase.

Ogni altro isolamento dipende da una cosa: l'aria intrappolata, afferma Matt Maguire, direttore dello sviluppo tecnico di Frisby. In realtà sfruttiamo il calore del tuo corpo. Possiamo intrappolarlo e usarlo quando il tuo corpo ne ha bisogno.

Le microcapsule non solo assorbono più calore rispetto agli isolanti tradizionali, ma lo rilasciano anche gradualmente all'interno di un determinato intervallo di temperatura. Rick Wolf, presidente della divisione abbigliamento e tessile di Outlast, paragona la tecnologia al dimmer su un interruttore della luce. Ciò che forniamo non è solo l'isolamento, ma anche la regolazione della temperatura, afferma.

Un guanto da snowboard realizzato con un tipo di materiale a cambiamento di fase microincapsulato, ad esempio, ha una temperatura di innesco di 83 gradi Fahrenheit. Quando uno snowboarder indossa per la prima volta il guanto, il calore del suo corpo carica il materiale a cambiamento di fase, trasformandolo da uno stato solido a uno liquido. Mentre sale sulla seggiovia, il materiale funge da barriera termica, rilasciando calore mentre le microcapsule cambiano stato.

Il freddo dovrà trasformarli in solidi prima che possa penetrare nelle mani, dice Maguire.

Mentre lo snowboarder scende in discesa, genera calore corporeo che ricarica le microcapsule e ricomincia il ciclo.

Sebbene le società abbiano concesso in licenza la stessa tecnologia di base, la commercializzano in modi diversi. Outlast ha sviluppato un processo proprietario mediante il quale incorpora le microcapsule in fili di fibre acriliche o ne lega uno strato a un tessuto. Frisby sospende le capsule in liquidi e una varietà di schiume. Chiama la schiuma che usa nei prodotti di abbigliamento ComforTemp.

Wolf rifiuta di identificare i materiali nei prodotti Outlast, ma Maguire afferma che Frisby utilizza materiali paraffinici che possono essere formulati con temperature di innesco che vanno da -30 gradi a 270 gradi Fahrenheit. I materiali sono alloggiati in capsule che hanno in genere un diametro di 25 micron, afferma Maguire, e possono resistere quasi per sempre a fusioni e congelamenti ripetuti alla stessa temperatura.

A differenza delle pubblicità sui profumi, le cui capsule sono progettate per rilasciare la fragranza rompendosi, Outlast e Frisby utilizzano capsule che possono resistere a un uso intenso e a ripetuti lavaggi. Non risentono dell'umidità, né perdono la loro efficacia, come fanno gli isolanti loft, quando il materiale viene compresso.

I consumatori stanno già raccogliendo i vantaggi di questa nuova tecnologia. Eddie Bauer, la catena di negozi al dettaglio e produttore di abbigliamento, utilizza Outlast nella sua linea di abbigliamento outdoor EBTek. Nordica utilizzerà Outlast nelle scarpette dei suoi scarponi da sci top di gamma. Il produttore di guanti Wells Lamont utilizza la schiuma ComforTemp nella sua linea di guanti da sci e snowboard Hotfingers, mentre i concorrenti Grandoe e Manzella incorporano fibre e tessuti Outlast nei loro prodotti. I nuovi materiali stanno comparendo anche negli scarponi da alpinismo, nei trampolieri da pesca e nell'intimo termico. E l'esercito americano sta studiando modi per usarli per mantenere i soldati e i subacquei a proprio agio in caso di maltempo.

Le due società stanno ora esplorando applicazioni più specializzate per i nuovi materiali, dalle tute dei vigili del fuoco e gli stivali dei piloti di auto da corsa ai sistemi di raffreddamento per computer e contenitori per la consegna che mantengono caldo il cibo da asporto o le fiale di sangue fresche. Frisby sta persino cercando di creare un rivestimento resistente al calore per il ventre di un aereo a decollo verticale, che potrebbe ridurre significativamente il costo del veicolo.

I limiti sono quasi illimitati in termini di mercati per questi prodotti, afferma Maguire.

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