Die Fachzeitschrift Advanced Functional Materials hat die Studie „Superlight and Ultrathin Aerogel Functionalized Textiles for Personal Thermal Management in Extremely Cold Environments“ veröffentlicht. Darin wird beschrieben, wie Y-Warm als Substrat für aerogelfunktionalisierte Beschichtungen eingesetzt wird und wie sich dadurch die Wärmedämmleistung für Bekleidungsanwendungen verbessert.
Der Artikel ist unter folgendem Link verfügbar:
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76316
Y-Warm als Substrat für die Aerogelfunktionalisierung
In Abschnitt 2 der Studie werden aerogelfunktionalisierte Textilbeschichtungen, kurz AFTC, auf Y-Warm aufgebracht. Das Material dient dabei als flexibles, geschlossenzelliges Dämmsubstrat.
Die Kombination aus geschlossenen Zellen im Mikrometerbereich und nanometergroßen Poren des Siliziumdioxid-Aerogels bildet eine poröse Gradientenstruktur. Diese verringert den effektiven Beitrag der Feststoffphase zur Wärmeübertragung und begrenzt den Wärmetransport in der Gasphase. Dadurch verbessert sich die Dämmleistung des Verbundmaterials.
Abschnitt 2.2 zur Mikrostruktur und Wärmedämmung von AFTC nennt für Y-Warm eine Flächenmasse von 42,4 g/m² und eine Dicke von 0,70 mm. Die Siliziumdioxid-Aerogel-Beschichtungen erhöhen die Flächenmasse deutlich, während sich die Dicke vergleichsweise wenig verändert.
Neue Möglichkeiten für die Wärmedämmung
Im letzten Absatz auf Seite 6 beschreibt die Studie, wie Aerogel-Beschichtungen auch auf andere Textilien, darunter Denim und Baumwolle, aufgebracht wurden, um deren Dämmleistung bei hohen und niedrigen Temperaturen zu untersuchen. Unter den untersuchten Bedingungen erreichte keines der beiden Textilien eine mit dem AFTC auf Y-Warm vergleichbare Dämmleistung.
Diese Ergebnisse zeigen, dass sich die Dämmleistung des Materials durch die Funktionalisierung mit Aerogel weiter verbessern lässt.
Die Kombination mit fortschrittlichen funktionalen Technologien eröffnet damit zusätzliche Entwicklungsmöglichkeiten. Y-Warm kann über seine heutige Form hinaus als Grundlage für neue Dämmstoffe dienen – für Bekleidung, Winterschuhe und potenziell auch für weitere Branchen.
Dünne Struktur, weniger Volumen
Zhong Feipeng, CTO von Y-Warm Technologies Co., Ltd., erklärte:
„Y-Warm verfügt über Zellwände mit einer Dicke von 20–280 nm und Zellen mit Abmessungen von 30–190 μm. Seine geschlossenzellige Struktur verbindet Wärmedämmung mit Wasserdampfdurchlässigkeit und schnellem Trocknen. Damit lassen sich dünnere und leichtere Winterbekleidung und Winterschuhe entwickeln, die weniger voluminöse Isolierfüllungen benötigen.“
Für die Wärmedämmung von Winterbekleidung werden seit Langem natürliche Materialien wie Pelz und Daunen sowie synthetische Füllmaterialien verwendet. Viele dieser Lösungen halten weitgehend ruhende Luft in einer voluminösen Struktur fest, um Wärmeverluste zu begrenzen.
Y-Warm verfolgt einen anderen Ansatz: Geschlossene, wärmedämmende Zellen sind in eine dünne Polymerstruktur integriert. Das Material verbindet eine geringe Wärmeleitfähigkeit mit Wasserdampfdurchlässigkeit und schnellem Trocknen.
Ziel ist es, Herstellern mehr Gestaltungsfreiheit zu bieten und leichte Produkte mit geringem Volumen und hoher Dämmleistung zu ermöglichen.
Von der Materialforschung zur industriellen Produktion
Poröse Materialien bieten großes Potenzial für die Wärmedämmung. Insbesondere Aerogele sind für ihre geringe Wärmeleitfähigkeit bekannt. Die Sprödigkeit herkömmlicher Siliziumdioxid-Aerogele kann jedoch ihre Integration in flexible Produkte erschweren.
Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Y-Warm setzte auf funktionelle Polymere und entwickelte eine Struktur mit geschlossenen Zellen im Mikrometerbereich und Zellwänden mit einer Dicke im Nanometerbereich.
Nach acht Jahren Entwicklungsarbeit entstand ein dünnes, leichtes Material, das Wärmedämmung, Flexibilität, Wasserdampfdurchlässigkeit und schnelles Trocknen vereint. Die zugrunde liegende Technologie ist durch internationale Patente geschützt.
Die Studie zur Aerogelfunktionalisierung zeigt einen weiteren Entwicklungsweg auf: Y-Warm kann als Substrat für Verbundsysteme dienen, die zusätzliche Leistungsmerkmale und neue Anwendungsmöglichkeiten bieten.
Informationen zum Unternehmen
Y-Warm Technologies Co., Ltd. ist ein Technologieunternehmen, das sich auf die Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von Metamaterialien spezialisiert hat.
Das unternehmenseigene Material Y-Warm® ist ein flexibler Wärmedämmstoff, der hohe Dämmleistung mit geringer Dicke und geringem Gewicht verbindet. Zu seinen Anwendungsbereichen zählen Bekleidung, Schuhe, Outdoor-Ausrüstung, Fahrzeuginnenräume und das Bauwesen. Damit eröffnet es neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Dämmlösungen.
