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陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的新型個(gè)人體溫調(diào)節(jié)衣物系統(tǒng)問世

發(fā)布時(shí)間:2023-12-21 10:30:00來源: 中國(guó)科學(xué)報(bào)

  南開大學(xué)教授陳永勝、劉永勝、馬儒軍科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備了一種柔性且可持續(xù)的個(gè)人體溫調(diào)節(jié)衣物系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)各種極端復(fù)雜的環(huán)境溫度變化快速響應(yīng),通過柔性太陽(yáng)能器件,將太陽(yáng)光的能量用于驅(qū)動(dòng)高效的電卡熱管理器件,使人體熱舒適區(qū)從22攝氏度~28攝氏度,擴(kuò)展到12.5攝氏度~37.6攝氏度,同時(shí)降低能耗、提高效率。太陽(yáng)光能量輸入12小時(shí),便可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)可控以及雙模式體溫調(diào)節(jié)。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《科學(xué)》。

  體溫相對(duì)恒定是維持人體正常生命活動(dòng)的重要條件之一,而服裝則在調(diào)節(jié)體溫、保持人體熱舒適度方面發(fā)揮著重要作用??茖W(xué)家一直試圖開發(fā)一種如宇航服般使人體保持在舒適溫度范圍內(nèi)的日??纱┐黧w溫調(diào)節(jié)服裝,以應(yīng)對(duì)晝夜溫差極大的惡劣生存環(huán)境。近年來,雖然人們已開發(fā)出許多體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng),但是由于能耗較高、效率較低,在沒有額外能量輸入的情況下,系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),不能支撐全天候和自持續(xù)的熱管理調(diào)節(jié)。

  “如果可以實(shí)現(xiàn)在太陽(yáng)下制冷、在黑夜里保暖,并利用無(wú)限和無(wú)處不在的太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)上述全天候和自持續(xù)的人體熱管理,人類的生存空間將獲得極大的拓展。”陳永勝說。

  基于前期在柔性太陽(yáng)能、電卡以及熱管理等方面取得的進(jìn)展,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了柔性太陽(yáng)能電池模塊和柔性電卡熱管理模塊,并將兩者有機(jī)集成起來,制成了一種新型柔性可穿戴主動(dòng)性太陽(yáng)能熱管理系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)了雙向主動(dòng)的人體熱管理,使人體在太陽(yáng)光(高溫)下實(shí)現(xiàn)降溫、在黑暗(低溫)中實(shí)現(xiàn)保暖,可以生活的環(huán)境溫度區(qū)間獲得了3倍以上的提升。

  此外,這種新型太陽(yáng)能熱管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮有機(jī)太陽(yáng)能電池和電卡熱管理器件的柔性特征,將其集成應(yīng)用于衣物,既智能又不影響穿著體驗(yàn)。

  “我們將繼續(xù)優(yōu)化提升其性能,為綠色能源的更好利用以及提高人類在極地、太空等極端惡劣環(huán)境中的生存能力作出更多貢獻(xiàn)?!标愑绖俦硎?。(記者陳彬通訊員李享)

(責(zé)編:李雨潼)

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