Как одна мембрана разделяет дождь и водяной пар
Политетрафторэтилен — материал, известный как тефлон, — можно превратить в тонкую пористую мембрану. При растяжении его структура разрежается: между тонкими перемычками материала остаются извилистые микроканалы. В готовом полотне большая часть объёма может приходиться на пустоты, хотя сама мембрана остаётся очень тонкой.
Почему капля не проходит, а пар выходит
Жидкая вода и водяной пар ведут себя в этих каналах по-разному. Дождевая капля не может просто протиснуться сквозь отверстие: поверхностное натяжение удерживает её на входе, а стенки пор не смачиваются водой. Чтобы продавить жидкость внутрь, нужно давление — например, от сильного напора или длительного сжатия мокрой ткани.
Молекулы воды в форме пара намного меньше капель и перемещаются по заполненным воздухом порам. Если внутри одежды теплее и влажнее, чем снаружи, пар постепенно уходит через мембрану наружу. Поэтому материал может одновременно служить барьером для дождя и не запирать всю влагу, которую выделяет тело.
Почему такая одежда всё же может намокать изнутри
Мембрана не отводит пот мгновенно: пар должен пройти через неё, и скорость этого процесса зависит от перепада температуры и влажности, а также от конструкции всей одежды. При интенсивной нагрузке пот может выделяться быстрее, чем испаряется; тогда влага накапливается на внутренней стороне. Ветер, холод и мокрый наружный слой тоже меняют условия переноса пара.
Отсюда важная инженерная задача: поры должны быть достаточно мелкими и устойчивыми, чтобы удерживать жидкую воду, но их должно быть достаточно много, чтобы пар мог проходить. Защита от дождя и ощущение сухости — не одно и то же: мембрана блокирует капли, но комфорт зависит от того, успевает ли одежда вывести влагу, пока человек движется.
