科學(xué)家研發(fā)出可穿戴智能皮膚貼片：升降溫將再不難

2019-05-21 10:54

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(duì)男性受試者進(jìn)行測(cè)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(dāng)時(shí)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(biāo)是將多個(gè)貼片組合在一起，以創(chuàng)建可用于個(gè)性化冷卻和加熱的智能服裝。因此，工程師設(shè)計(jì)了一種柔軟的電子貼片，可以拉伸，彎曲和扭曲，而不會(huì)影響其電子功能。

據(jù)介紹，彈性體片材經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)可在柔軟和有彈性的同時(shí)傳導(dǎo)熱量。由于它們是通過(guò)將名為Ecoflex的橡膠與氮化鋁粉末（一種具有高導(dǎo)熱性的化學(xué)品）混合而制成的，可讓貼片使用電流將熱量從一個(gè)彈性體片材移動(dòng)到另一個(gè)彈性體片材，進(jìn)而使貼片的一側(cè)變暖，另一側(cè)變得冷卻。

陳教授解釋說(shuō)：“為了做冷卻，我們將當(dāng)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(gè)方向的熱泵。”一個(gè)貼片尺寸約為2平方英寸（5 － 5厘米），功耗高達(dá)0．2瓦。陳教授的團(tuán)隊(duì)估計(jì)需要144個(gè)補(bǔ)丁來(lái)制造冷卻背心。這將使用大約26瓦特來(lái)使個(gè)人在平均炎熱的天氣保持涼爽。

在極端高溫期間，這將達(dá)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(lái)冷卻整個(gè)辦公室。研究人員表示，使一個(gè)人溫度降下來(lái)比一個(gè)大房間更節(jié)能。

陳教授說(shuō)：“如果那個(gè)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(bǔ)丁這樣的設(shè)備可以大幅減少冷卻費(fèi)用。”該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)可以內(nèi)置到原型冷卻和加熱背心的補(bǔ)丁，他們希望在幾年內(nèi)將該技術(shù)商業(yè)化。陳教授補(bǔ)充說(shuō)：“我們已經(jīng)解決了根本問(wèn)題，現(xiàn)在我們正在解決重大的工程問(wèn)題是電子、硬件和開(kāi)發(fā)移動(dòng)應(yīng)用來(lái)控制溫度。”

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