Ein Team von Ingenieuren an der Universität von San Diego hat ein tragbares "Pflaster" entwickelt, das eine persönliche "Klimaanlage" bietet, indem der Körper erwärmt oder gekühlt und bei allen Wetterbedingungen 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 keine Klimaanlagen mehr eingeschaltet werden“, Würfel Renkun Chen, der Professor für Mechanik e Raumfahrttechnik wer hat die Studie durchgeführt.
Es gibt eine große Auswahl an eigenständigen Heiz- oder Kühlsystemen, die Sie mitnehmen können. Tisch- und Bodenventilatoren, Heizungen, aber niemand war bis heute tragbar, flexibel und leicht in Kleidung integrierbar.
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 es 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 schwankte.
Die Avantgarde eines smarten 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 gequetscht werden kann, ohne seine elektronischen Funktionen zu beeinträchtigen.
Der Mechanismus
Zum Aufwärmen oder Abkühlen verwendet das Pflaster einen schwachen elektrischen Strom, der in dieser Art Sandwich Wärme von einer Elastomer-„Folie“ zur anderen transportiert: 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 aus Zellen, die durch sehr dünne Kupferfedern verbunden sind, die dem gesamten Gerät Flexibilität verleihen.
Energieeinsparung
Jeder Patch 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.
Die Klimaanlage jedes Einzelnen hat eine größere Effizienz und größere Einsparungen als die Klimaanlage großer Räume. Tatsächlich bedeutet das Konstanthalten einer Bürotemperatur bei aktuellen Klimaanlagen, dass Tausende von Watt pro Person verbraucht werden. Ein solches Gerät reduziert den Energieverbrauch und die Umweltbelastung erheblich.
Das Team arbeitet derzeit an der Entwicklung des gesamten Kleides und hofft, es in einigen Jahren kommerzialisieren zu können: Die Probleme beziehen sich jetzt auf das Produktionssystem und ... die Smartphone-App, die die Wärme Ihres Körpers steuert!
Ich studiere: "Tragbare Thermoelektrik zur personalisierten Thermoregulation" su Wissenschaft Fortschritte (2019).
