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新型“恒温衣”,智能调节皮肤温度,或成为“可穿着”的空调暖气

2020-11-30 27 11/30

原标题:新型“恒温衣”,智能调节皮肤温度,或成为“可穿着”的空调暖气

夏天对于很多人来说,就是拿大勺子挖西瓜,开着空调盖被子。室外的高温和空调房的低温交替,很容易感冒。最近,科学家们开发出了一种可以穿戴的恒温器,具备加热和降温两种模式,无论是在家里、外出还是办公室,都能提供个性化的温度调节。

这种新型恒温器由加州大学圣地亚哥分校的科学家和工程师设计研发,柔软、有弹性的贴片可以让皮肤维持在一个舒适的温度。而且,它依靠可伸缩的电池组供电,可以嵌入衣服中,如果大批量投入使用,有助于节省能源。

“你可以将其放置在身体的任何位置,背部、颈部、手臂升温和降温速度会更快,无论冷热,它都能保持温度舒适。”研究主要负责人洪尚基(SahngkiHong)解释,这种“神器”由热电合金制成,利用电力产生温差。

在这个贴片的试验阶段,研究人员将它放在臂带中,在志愿者身上进行了测试。测试前研究者将贴片的温度设定在32摄氏度,在测试者佩戴贴片进入恒温环境的两分钟后,他的皮肤温度就降到了32摄氏度。随后,研究人员调节了环境温度,使其在22摄氏度到36摄氏度变化,而测试者的皮肤温度始终维持在起初设定的32摄氏度。

这种材料可能会被用于制造能够调节温度的智能服装,所以在研发之初,工程设计师们就考虑到了贴片的可拉伸、有弹性、可折叠性,无论弯曲、扭转都不会影响贴片的功能。这需要传热技术、纳米工程技术、可伸缩电子技术,电池技术和可穿戴传感器技术等多个领域的合作。

“制作过程比较复杂,将热电材料(碲化铋合金)包裹在铜电极条上,然后将其夹在弹性体板之间,弹性体板由特殊的橡胶材料和具有高导热性的氮化铝粉末混合而成,既能够传导热量,又兼具柔软度和弹性。当电流经过这个装置时,带动热量使体板一边加热,另一边冷却。”

一个贴片的大小为5厘米×5厘米,功耗为0.2瓦。如果要制作一件背心,大概需要144块贴片。据此推测,如果一个人在初夏要通过降温背心来保持凉爽的话,需要28.8瓦;要是在炎夏,功率会达80瓦,相当于笔记本电脑的的功率。

利用空调给室内降温,功率大概在几十千瓦,而且室内往往是空间大而人少,所以相比之下,给每个人降温远远要比给整个室内降温更节能。经过测定,恒温器的大规模使用,仅夏天就可以将降温成本降低约70%。

这个“降(升)温神器”目前还在概念验证阶段,研究人员表示,如果佩戴了恒温器,人们便可以在外部冷热变化中保持舒适感,同时节省能源消耗。这也意味着人们可以适当减少夏天空调的使用和冬天暖气的使用,或者将夏天空调温度设定的不那么低,冬天暖气温度设定的不那么高。

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