Ein Team von Ingenieuren an der Universität von San Diego hat ein tragbares „Pflaster“ entwickelt, das eine persönliche „Klimatisierung“ ermöglicht, indem der Körper erwärmt oder gekühlt und bei jedem Wetter auf einer konstanten Temperatur gehalten wird.
Das Projekt wurde gestern in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte.
Ein solches Gerät bietet nicht nur Komfort für den Träger, sondern bietet auch viele Perspektiven für die Verwendung in Bezug auf Energieverträglichkeit und Einsparungen: "Bei einer konstanten und angenehmen Körpertemperatur müssen Klimaanlagen nicht mehr aktiviert werden." Würfel Renkun Chen, der Professor für Mechanik e Raumfahrttechnik wer hat die Studie durchgeführt.
Es gibt eine Vielzahl von eigenständigen Heiz- oder Kühlsystemen, die Sie mitnehmen können. Tisch- und Bodenventilatoren, Heizungen, aber bis heute war niemand tragbar, flexibel und leicht in die Kleidung zu integrieren.
Das Pflaster besteht aus thermoelektrischen Materialien, die wie in einem Sandwich zwischen zwei Schichten von Elastomeren aus Ecoflex, einem weichen Material auf der Basis von pulverisiertem Aluminiumnitrid, mit hoher elektrischer Leitfähigkeit eingefügt sind. Das Gerät erwärmt oder kühlt sich auf die vom Träger gewählte Temperatur ab.
Es kann an Stellen des Körpers platziert werden, die schnellere thermische Schwankungen aufweisen als andere: Rücken, Nacken, Füße oder Hände, um Kälte oder Hitze zu lindern.
Sahngki Hong, Mitautor des Projekts.
Die Tests
Die Forscher integrierten einen Prototyp des „Wärmepflasters“ in ein elastisches Armband und testeten ihn an einem Freiwilligen in einer Umgebung mit kontrollierter Temperatur. In nur 2 Minuten brachte das Gerät die Körpertemperatur des Probanden auf 32 ° C und hielt sie konstant, während die Umgebung zwischen 22 und 36 Grad variierte.
Die Avantgarde eines schicken Anzugs
Das ultimative Ziel des Projekts ist es, mehrere Teile dieses „Patches“ zu kombinieren, um einen intelligenten Anzug zu schaffen, der die Temperatur des Trägers regulieren kann: ein Gerät, das gebügelt und zusammengedrückt werden kann, ohne seine elektronischen Funktionen zu beeinträchtigen.
Der Mechanismus
Zum Aufwärmen oder Abkühlen verwendet das Pflaster einen schwachen elektrischen Strom, der die Wärme in dieser Art von Sandwich von einem Elastomerblatt auf ein anderes überträgt: Auf diese Weise wird die Seite, die mit der Haut in Kontakt kommt, heiß und die äußere kalt oder umgekehrt .
Die Stromversorgung erfolgt durch eine dünne und flexible Batterie von Zellen, die durch sehr dünne Kupferfedern verbunden sind, die der gesamten Vorrichtung Flexibilität verleihen.
Energieeinsparung
Jedes Pflaster ist ein Quadrat von 5 cm und verbraucht 0.2 Watt Energie. Chens Team schätzt, dass 144 Patches benötigt werden, um ein "klimatisiertes" Kleidungsstück herzustellen, das 26 bis 80 Watt (an besonders extremen Tagen) verbraucht, um die Körpertemperatur des Trägers konstant und angenehm zu halten. Zum Vergleich: Eine Klimaanlage verbraucht mehrere zehn Kilowatt.
Klimaanlage Jeder Einzelne hat eine höhere Effizienz und größere Einsparungen als die Klimatisierung großer Räume. Tatsächlich bedeutet bei aktuellen Klimaanlagen, eine Bürotemperatur konstant zu halten, Tausende von Watt pro Person zu verbrauchen. Ein solches Gerät reduziert definitiv den Energieverbrauch und die Umweltbelastung.
Das Team arbeitet derzeit an der Entwicklung des gesamten Kleides und hofft, es in ein paar Jahren kommerzialisieren zu können: Die Probleme hängen jetzt mit dem Produktionssystem und ... der Smartphone-App zusammen, die die Wärme Ihres Körpers kontrolliert!
Ich studiere: "Tragbare Thermoelektrik für personalisierte Wärmeregulierung" su Wissenschaft Fortschritte (2019).
