Wochenendjogger, Leistungssportler und Menschen, die sich im Fitnessstudio fit halten, können sich nach einem harten Training von verschwitzten Achseln und klebrig feuchten Kleidungsstücken verabschieden.
Dank einer neuen Zusammenarbeit mit Lululemon arbeiten UBC Okanagan-Forscher und ihre Partner daran, einen Stoff der nächsten Generation zu entwickeln, der eine Person unabhängig von Temperatur und Anstrengung warm, trocken und bequem hält.
Die Entwicklung eines funktionellen Materials, das den thermophysiologischen Komfort anspricht – die Aufrechterhaltung der Wärmeregulierung durch den Austausch von Wärme und Feuchtigkeit von der Haut zur Umgebung – ist seit langem ein Ziel von Activewear-Unternehmen, erklärt Dr. Farzan Gholamreza, Hauptautor und Koordinator des UBCO-Clusters von Forschungsexzellenz in komfortsteigernden Technologien.
„In den letzten Jahrzehnten wurden in der Sportbekleidungsindustrie bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung von Sportbekleidung erzielt, die zahlreiche Eigenschaften zur Verbesserung des Komforts aufweist“, fügt Dr. Gholamreza hinzu. „Unsere neueste Forschung zielt darauf ab, einige wichtige Stoffeigenschaften zu identifizieren, die den menschlichen Komfort in aktiver Kleidung verbessern werden.“
Dr. Gholamreza und ein Forscherteam des UBC Materials and Manufacturing Research Institute untersuchen zusammen mit Forschern der University of Alberta, der University of Toronto und der Schweizerischen Bundesanstalt für Materialwissenschaft und -technologie bessere Möglichkeiten, um zu analysieren, wie Stoffsysteme reagieren auf Körperwärme und Feuchtigkeit.
„Zu verstehen, wie ein Material auf die vom Körper erzeugte Wärme reagiert, ist eine entscheidende Komponente bei der Entwicklung von Stoffen, die Schweiß an die Umgebung abgeben und den Körper kühlen“, sagt Dr Intelligente Fertigung.
Eine körperlich aktive Person erzeugt Wärme, die an die Umgebung abgegeben werden muss, um das thermische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Schweiß schützt auch vor Überhitzung, indem er Wärme durch Verdunstung von der Haut abführt.
Wenn Wärme und Feuchtigkeit nicht vom Körper abgeleitet werden, kann dies zu Hitzestress oder Hitzeerschöpfung führen, die die Gesundheit und Leistungsfähigkeit beeinträchtigen können.
Um diese Forschung auf die nächste Stufe zu heben, wurden Testgeräte wie schwitzende Heizplatten, Zylinder und Wärmepuppen entwickelt. Im Vergleich zu menschlichen Trageversuchen sparen diese Geräte Zeit und Geld bei der Berechnung des thermophysiologischen Komforts von Textilien, da die Arbeit im Labor und nicht am Menschen erfolgt.
Mit Hilfe eines „schwitzenden Oberkörpers“ entwickelten UBCO-Forscher ein numerisches Modell, um die Wärme- und Feuchtigkeitsübertragung zwischen dem Stoff und dem Benutzer genau zu messen. Diese Formel bietet eine Grundlage, um besser zu verstehen, wie die Eigenschaften eines Stoffes, Umgebungsbedingungen und physiologische Parameter zusammenwirken können, um den Gesamtkomfort zu verbessern.
„Mathematische Modelle in Kombination mit der Simulation des schwitzenden Oberkörpers haben gezeigt, dass das Modell helfen könnte, die Komforteigenschaften von Stoffen vorherzusagen, einschließlich anfänglicher Abkühlung, anhaltender Abkühlung, Abkühlungsverzögerung, Feuchtigkeitsaufnahme und Trocknungszeit“, sagt Dr. Gholamreza. „Insgesamt ist das Modell ein hilfreiches Werkzeug, das weithin verwendet werden kann, um vorherzusagen, wie Stoffsysteme den Komfort von Benutzern bei moderaten bis intensiven körperlichen Aktivitäten schützen.“
Die Forschung wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Materialien.
Mehr Informationen:
Farzan Gholamreza et al, Modellierung und Vorhersage der thermophysiologischen Komforteigenschaften eines einlagigen Stoffsystems unter Verwendung eines einsektorigen schwitzenden Torsos, Materialien (2022). DOI: 10.3390/ma15165786