Одеться до охлаждения: ученые переосмысливают одежду из -за повышения температуры
Ученые из Гонконгского политехнического университета (Polyu) разрабатывают охлаждающую одежду, которая может быть полезна для многих, поскольку температура повышается из -за изменения климата.
В настоящее время около 3,6 миллиарда человек во всем мире живут в регионах, затронутых значительным изменением климата. В период с 2000 по 2019 год ежегодно сообщалось о 480 000 смертей в результате горячих волн. Чрезвычайно высокие температуры также снижают концентрацию и продуктивность, ухудшают настроение, повышают уровень стресса и вызывают бессонницу.
«Согласно мировой метеорологической организации, между 2025 и 2029 годами вероятность 80% составляет не менее одного года, что является самым горячим в истории, что делает личное охлаждение все более и более важным для благополучия, здоровья и продуктивности. Мы создаем интеллектуальную одежду супергероя, которая обеспечивает адаптивное охлаждение по запросу и мониторингу здоровья на медицинском уровне, чтобы помочь справиться с экстремальной жарой» — объясняет профессор Дахуа Шоу, один из ведущих разработчиков.
Ученые объединили четыре механизма охлаждения: радиация, проводимость, конвекция и испарение. Они также представили закрытую систему, основанную на искусственном интеллекте, которая сочетает в себе датчики, прогнозы и исполнительные механизмы для обеспечения персонализированного, энергоэффективного охлаждения с масштабируемой и утилизируемой конструкцией.
Принцип работы инновационной охлаждающей жидкости/Гонконгского политехнического университета
В частности, спектральные селективные текстильные материалы эффективно приводят тепло организма к среднему инфракрасному диапазону, при этом блокируя внешнее солнечное излучение и тепло из городской среды. Теплоизоляция достигается с использованием контролируемой теплопроводности, в то время как вентиляция и испарение охлаждения улучшаются с помощью влаги, чувствительных к волокнам.
Устройства с легкой нагрузкой, особенно с переменной тепловой мощностью, а также электрокалорические и термоэлектрические модули в сочетании с гибкими солнечными батареями и устройствами для хранения энергии нагрузки обеспечивают активное и контролируемое охлаждение. Тем не менее, есть все еще проблемы при разработке такой охлаждающей одежды.
Потестование помогает охладить организм, но ограниченный контроль над этим процессом увеличивает вес ткани и заставляет его придерживаться тела, снижая проницаемость и эффективность лучистого охлаждения. Адаптивный термостат, который реагирует на изменения в окружающей среде и физиологии человека, в то же время обеспечение комфорта и безопасности является идеальным решением, но трудно применять.
«Нам также нужна междисциплинарная интеграция в области текстиля, термодинамики, гибкой электроники и искусственного интеллекта, а также масштабного производства, подходящего для вторичной обработки, которая сочетает в себе эко -дружеское отношение, удобство износ, модные тенденции и производительность. Стандартизированные пользовательские индикаторы, такие как охлаждающая мощность ватта, ощущение тепла и принятие пользователем, важны для справедливого сравнения и реализации» — Примечания Дахуа Шоу.
«Smart Compule Omni Cool Dry/Гонконгский политехнический университет
IACTIVE Smart Sportswear использует искусственные «потные железы» и корневые канавки, подключенные к областям пота, для быстрого удаления пота капель, уменьшая вес, предотвращение клея, поддержание сухой кожи и пота в три раза быстрее, чем самый самый большой цикл гриппа, который может существовать. Эта одежда изготовлена из омни-хрустящей ткани-дышащего материала, похожий на кожу. Он берет пот, обеспечивая целенаправленное охлаждение по всему спектру.
Отражая солнечную энергию и другое излучение и излучение тепла от организма в инфракрасном диапазоне, ткань помогает вам чувствовать себя прохладно и сухо, даже во время воздействия на солнце. Omni-Cool-Dry снижает температуру кожи примерно на 5 ° C по сравнению с обычными тканями.
Для работников в среде с высокой температурой тепловая адаптивная мягкая роботизированная одежда идеальна. Он имеет встроенные чувствительные к температуре приводы, которые расширяют, сгущают ткань и захватывают застойный воздух, решая проблему теплоизоляции «однослойной». Термостат колеблется от 0,23 до 0,48 К м²/Вт/Вт, что позволяет поддерживать температуру на 10 ° С, чем у обычной теплоизоляционной одежды, даже если температура наружна достигает 120 ° С.
STOWMD — носительное текстильное устройство, предназначенное для пота через сеть микрофлюдоидов. STOWMD использует сенсорные нити, образующие кожи для отслеживания биомаркеров, включая уровень глюкозы и калия. Реальное устройство передает данные здравоохранения на молекулярном уровне на смартфон. STOWMD может предупредить пользователя об обезвоживании или усталости.
В сочетании эти разработки создают систему, основанную на искусственном интеллекте. Датчики количественно определяют физиологические параметры, модели обеспечивают потребности в охлаждении, а многие одежды вызывает целенаправленные реакции.
Результаты исследования представлены в журнале Science.
