織物の温度調節用高分子フォトニック結晶膜

Polymer photonic crystal membrane for thermo-regulating textile.

• Salim Assaf
• Mohamed Boutghatin
• Yan Pennec
• Vincent Thomy
• Alexander Korovin
• Anthony Treizebre
• Michèle Carette
• Abdellatif Akjouj
• Bahram Djafari-Rouhani

抄録

皮膚と織物の間に位置する人体の微気候を温度調節するための高分子フォトニック結晶膜の吸収・散乱特性を数値的に研究している。まず、空気孔を持つ高分子フォトニック膜の構造が、中赤外領域の光スペクトルの変調をもたらすことを示す。実際に、この膜は吸収と反射の両方の利益または赤字で28％の透過振幅を変調することができることを示した。次に、フォトニック膜を介して、人体と周囲の環境との間の熱バランスを研究した。その結果、通常の膜と比較して、フォトニック結晶構造が暖房成分として振る舞い、部屋の温度を+1℃まで下げる可能性を提供することを発見しました。この膜は柔軟性があり、低コストで、3Dプリントが可能で、金属粒子を含まず、通常の繊維製品に簡単に加えることができます。

We study numerically the absorption and scattering properties of a polymer photonic membrane to thermoregulate the human body microclimate which corresponds to the area between the skin and a textile. We first show that the structuration of the absorbing photonic membrane with air holes leads to a modulation of the optical spectrum in the Mid-Infrared range. Indeed, we show that the membrane is able to modulate the transmission amplitude by 28% in benefit or deficit of both the absorption and reflection. We then studied the thermal balance between the human body and the surrounding environment through the photonic membrane. We found that, compared to a regular membrane, the photonic crystal structure behaves as a heating component that offers the possibility to reduce the temperature of the room up to +1 °C. The membrane is flexible, low cost, 3D-printable, free of metallic particles, and can easily be added to usual textiles.