Neue Thermofaser wärmt so wie fünf dicke Daunenjacken

Nicht nur Polarforscher dürften sich über diese Neuentwicklung freuen: Nach dem Prinzip des Eisbärenfells hat ein chinesisches Forschungsteam Thermotextilien mit extremem Kälteschutz entwickelt. Und: Je niedriger die Gradzahl, desto besser isoliert das Kleidungsstück.

Das Fell von Eisbären als Inspirationsquelle für extrem wärmeisolierende Textilien: Chinesische Forscher haben eine Faser entwickelt, die aufgebaut ist wie das Haar der arktischen Tiere, nämlich mit einem porösen Kern und einer Umhüllung. Das poröse Innere schließt viel Luft ein, was den Wärmeverlust minimiert. Die Umhüllung verleiht der Struktur Stabilität. Die Gruppe um Mingrui Wu von der Zhejiang University in Hangzhou ließ aus diesen Fasern ein Sweatshirt stricken. Die Textilie hielt bei minus 20 Grad Celsius genauso viel Wärme am Körper wie eine fünfmal so dicke Daunenjacke, schreiben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Science".

Für den luftigen Kern der Faser verwendeten Wu und Kollegen ein sogenanntes Aerogel. Aerogele wurden bereits vor mehr als 90 Jahren entwickelt, sie bilden einen hochporösen Feststoff, der sich gut als Isolationsmaterial eignet. "Leider ist ihre Anwendung in Textilien aufgrund ihrer Zerbrechlichkeit und schlechten Verarbeitbarkeit stark eingeschränkt", schreiben die Autoren über Aerogele. Dieses Hindernis überwanden sie, indem sie die Aerogelfaser mit einem thermoplastischen Polyurethan, einem sehr dehnbaren Kunststoff, umhüllten.

Um eine in Längsrichtung ausgerichtete Mikrostruktur zu erhalten, nutzte das Team um Wu die Technik des Gefrierspinnens: Ein flüssiger Aerogelstrang wird langsam durch einen kalten Kupferring geführt, um ein gerichtetes Eiskristallwachstum zu erzeugen. Dadurch entstehen lamellenartige feste Strukturen mit großen Luftzwischenräumen. Nach einer Gefriertrocknung ist die Struktur stabil.