Команда инженеров в Университете Сан-Диего разработала носимый «патч», который обеспечивает персональное «кондиционирование» путем нагрева или охлаждения тела и поддержания его на постоянной температуре в любых погодных условиях.
Проект был опубликован вчера в журнале Наука развивается.
Помимо обеспечения комфорта для пользователя, такое устройство имеет много перспектив использования с точки зрения энергосбережения и экономии: «При постоянной и комфортной температуре тела больше нет необходимости включать кондиционеры», игра в кости Ренкун Чен, профессор механики е аэрокосмическая техника кто проводил исследование.
Существует огромное разнообразие автономных систем отопления или охлаждения, которые можно взять с собой. Настольные и напольные вентиляторы, обогреватели, но никто до сегодняшнего дня не был носимым, гибким и легко интегрировался в одежду.
Пластырь изготовлен из термоэлектрических материалов, вставленных в виде сэндвича между двумя слоями эластомеров, изготовленных из Ecoflex, мягкого материала на основе порошкообразного нитрида алюминия, который обладает высокой электропроводностью. Устройство нагревается или охлаждается до температуры, выбранной пользователем.
Его можно разместить в точках тела, которые имеют более быстрые тепловые колебания, чем другие: спине, шее, ступнях или руках, чтобы получить облегчение от холода или жары.
Sahngki Hong, соавтор проекта.
Тесты
Исследователи интегрировали прототип «теплового пластыря» в эластичный браслет и протестировали его на добровольце в условиях контролируемой температуры. Всего за 2 минуты прибор доводил температуру тела испытуемого до 32°С, поддерживая ее постоянной, в то время как окружающая среда колебалась от 22 до 36°С.
Авангард умного костюма
Конечная цель проекта — объединить несколько частей этой «заплатки» для создания «умного» костюма, который может регулировать температуру тела владельца: устройство, которое можно гладить и сжимать без ущерба для его электронных функций.
Механизм
Для нагревания или охлаждения пластырь использует слабый электрический ток, который перемещает тепло от одного эластомерного «листа» к другому в такого рода сэндвиче: таким образом, сторона, контактирующая с кожей, становится горячей, а внешняя — холодной, или наоборот. .
Источник питания обеспечивается тонкой и гибкой батареей ячеек, соединенных очень тонкими медными пружинами, которые придают гибкость всему устройству.
Энергосбережение
Каждый патч представляет собой квадрат со стороной 5 см и потребляет 0.2 Вт энергии. По оценкам команды Чена, для создания «кондиционируемого» предмета одежды, который потребляет от 144 до 26 ватт (в особенно экстремальные дни), необходимо 80 пластыря, чтобы поддерживать постоянную и комфортную температуру тела владельца. Для сравнения, кондиционер потребляет десятки киловатт.
Кондиционирование каждого отдельного человека имеет большую эффективность и большую экономию, чем кондиционирование воздуха в больших помещениях. Фактически, при современных системах кондиционирования воздуха поддержание постоянной температуры в офисе означает потребление тысяч ватт на человека. Такое устройство значительно снижает энергопотребление и воздействие на окружающую среду.
В настоящее время команда работает над разработкой всего платья и надеется вывести его на рынок через несколько лет: сейчас проблемы связаны с производственной системой и… приложением для смартфона, которое будет контролировать тепло вашего тела!
Я учусь: «Носимые термоэлектрики для персонализированной терморегуляции» su Наука развивается (2019).
