Команда инженеров из Университета Сан-Диего разработала носимый «пластырь», который обеспечивает персональный «кондиционер», нагревая или охлаждая тело и поддерживая его постоянную температуру при 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 носить с собой. Настольные вентиляторы, напольные вентиляторы, конвекторы – но ни один из них до сегодняшнего дня не был портативным, гибким и легко интегрируемым 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 «термальной накладки» в эластичный браслет и протестировали его на добровольце в среде с контролируемой температурой. Всего за 2 минуты устройство довело температуру тела испытуемого до 32°C, сохраняя ее постоянной, в то время как температура окружающей среды колебалась от 22 до 36 градусов.
Ультрасовременное платье
Конечная цель проекта — объединить несколько частей этого «заплаты» для создания умного костюма, способного регулировать температуру пользователя: устройства, которое можно растягивать и сжимать без ущерба для своих электронных функций.
Механизм
Чтобы нагреть или охладить себя, пластырь использует слабый электрический ток, который переносит тепло от одного «листа» эластомеров к другому в виде сэндвича: таким образом сторона, соприкасающаяся с кожей, становится горячей, а внешняя — холодной. или наоборот .
Электропитание обеспечивается тонкой и гибкой батареей элементов, 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 предмета одежды с «кондиционером» необходимо 144 пластыря, который потребляет от 26 до 80 Вт (в особенно экстремальные дни), чтобы поддерживать постоянную и комфортную температуру тела пользователя. Для сравнения, кондиционер потребляет десятки киловатт.
Кондиционирование воздуха для каждого человека имеет большую эффективность и большую экономию, чем кондиционирование больших помещений. Фактически, при нынешних системах кондиционирования воздуха поддержание постоянной температуры в офисе означает потребление тысяч ватт на человека. Подобное устройство значительно снижает потребление энергии и воздействие на окружающую среду.
В настоящее время команда работает над разработкой всего костюма и надеется коммерциализировать его через несколько лет: сейчас проблемы связаны с производственной системой и… приложением для смартфона, которое будет контролировать тепло вашего тела!
Я учусь: «Носимые термоэлектрики для индивидуальной терморегуляции» su Наука развивается (2019).
