|
據(jù)外媒報道稱，科學家近日研發(fā)出一種能夠使佩戴者降溫或升溫的皮膚貼片。據(jù)介紹，這款兩英寸的皮膚貼片工作起來就像一個個性化的恒溫器，可以在家里、辦公室或路上使用，由于它足夠柔軟可以嵌入衣服，讓人無論天氣如何都能感到舒適，它會向身體的任何部位發(fā)出冷熱脈沖的電流，就像冬天用火取暖的手或者夏天往臉上潑水一樣。研究小組對此表示稱，這種可伸縮的電池組將有助于節(jié)省空調(diào)和取暖的能源。 據(jù)羿戓設計所了解，研究負責人兼加州大學圣地亞哥分校（ University of California， San Diego）機械工程師陳仁坤（Renkun Chen）教授說：“無論您是在炎熱的天氣上下班還是在辦公室感覺太冷，這種類型的設備都可以提高您的個人熱舒適度。” 據(jù)介紹，熱電合金是一種利用電來創(chuàng)造溫度的材料，《科學進展》中描述的這一補丁是由熱電合金制成的，它們被焊接到薄的銅電極條上夾在有彈性的彈性體片之間，可以根據(jù)個人的選擇對皮膚進行物理冷卻或加熱。 在陳教授的實驗室擔任博士生Sahngki Hong說：“你可以把這個點上傾向于加熱或冷卻速度比身體的其他部位，如身體的后面，脖子、腳或手臂，然后便在太熱或太冷時保持舒的溫度。” 陳教授說：“例如它可以幫助建筑物在夏天保持較高的設定溫度12度，從而降低大約70％的冷卻成本。如果戴上這個設備可以讓你在更大的溫度范圍內(nèi)感到舒適，那么你就不需要在夏天像在冬天那樣把恒溫器的溫度調(diào)得那么低或者把暖氣調(diào)得那么高。” 市場上有各種各樣的冷卻和加熱裝置，但它們都不是最方便佩戴或攜帶的。有些人使用風扇，有些需要浸泡或充滿水等液體來降低溫度。陳教授和同事們將其設計得既舒適又方便，因而可以很容易地集成到衣服中。 研究人員將貼片的原型嵌入到網(wǎng)狀臂帶中并在溫度受控的環(huán)境中對男性受試者進行測試。在兩分鐘內(nèi)，他的皮膚就被冷卻到了89．6華氏度（約32攝氏度），而當時的環(huán)境溫度在71．6～96．8華氏度之間（約22攝氏度～36攝氏度）。最終目標是將多個貼片組合在一起，以創(chuàng)建可用于個性化冷卻和加熱的智能服裝。因此，工程師設計了一種柔軟的電子貼片，可以拉伸，彎曲和扭曲，而不會影響其電子功能。 據(jù)介紹，彈性體片材經(jīng)過特殊設計可在柔軟和有彈性的同時傳導熱量。由于它們是通過將名為Ecoflex的橡膠與氮化鋁粉末（一種具有高導熱性的化學品）混合而制成的，可讓貼片使用電流將熱量從一個彈性體片材移動到另一個彈性體片材，進而使貼片的一側(cè)變暖，另一側(cè)變得冷卻。 陳教授解釋說：“為了做冷卻，我們將當前的泵熱量從皮膚一側(cè)傳遞到面向外面的層。為了加熱，我們只需將電流反向轉(zhuǎn)向另一個方向的熱泵。”一個貼片尺寸約為2平方英寸（5 － 5厘米），功耗高達0．2瓦。陳教授的團隊估計需要144個補丁來制造冷卻背心。這將使用大約26瓦特來使個人在平均炎熱的天氣保持涼爽。 在極端高溫期間，這將達到80瓦，這大約是筆記本電腦使用的數(shù)量。相比之下，傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)使用數(shù)十千瓦來冷卻整個辦公室。研究人員表示，使一個人溫度降下來比一個大房間更節(jié)能。 陳教授說：“如果那個房間里只有少數(shù)人，那么你每人基本上要消耗數(shù)千瓦的冷卻能力，像補丁這樣的設備可以大幅減少冷卻費用。”該團隊現(xiàn)在正在開發(fā)可以內(nèi)置到原型冷卻和加熱背心的補丁，他們希望在幾年內(nèi)將該技術商業(yè)化。陳教授補充說：“我們已經(jīng)解決了根本問題，現(xiàn)在我們正在解決重大的工程問題是電子、硬件和開發(fā)移動應用來控制溫度。”
|
