空調衣服
炎熱的夏日和嚴寒的冬日,大家都眷戀室內舒適的溫度。針對這種現(xiàn)象,加州大學圣地亞哥分校的一個工程項目做了相關研究。即穿上這種智能服裝能夠降低建筑和住宅的供暖和空調費用。
ATTACH(自主冷卻和加熱的自適應紡織技術)是此項目的名稱,是在加州大學圣地亞哥分校納米工程專業(yè)特聘教授約瑟夫王領導下進行的。
通過調節(jié)一個人附近,而不是整間房子的溫度,智能服裝至少能夠削減建筑物和家庭能源消耗量的15%,王指出。
“當只有一兩個人在一個大房子里面的時候,加熱或冷卻整個房間很不劃算,”王說。“如果你能進行局部加熱或冷卻,就好像你在車里,只加熱汽車座椅而不是提高車內溫度,你就可以節(jié)省大量的能源。”
智能服裝通過適應房間里溫度的變化,設計成調節(jié)穿著者的體感溫度,讓溫度保持在93°F。當房間溫度變冷時,服裝會變厚。當房間溫度升高時,服裝會變薄。要完成這一非凡業(yè)績,研究人員將在智能服裝里插入冷漲熱縮的聚合物。
“不管周圍的溫度升高還是降低,用戶不需要調節(jié)溫控器也會始終感覺如沐春風,”王說。
“93°F對大多數人來說都是舒適的皮膚溫度,”RenkunChen補充到,他是加州大學圣地亞哥分校機械和航空航天工程助理教授,也是這個項目的合作者。
Chen對這個項目的貢獻是,開發(fā)了被稱為熱電材料的冷卻和加熱的輔助裝置,這個設備是可以打印的,而且可以植入到智能服裝的特定位置。熱電材料能夠調節(jié)“熱點”,如背部和腳底等部位的溫度,當一個人比較活躍時,這些部位的溫度比身體其它部位要高。
“這就好像是一個個性化的空調或加熱器,”Chen說。
“隨著智能服裝的出現(xiàn),你就不需要在冬季把房間弄得好像夏天一樣熱,在夏天把房間溫度降低的和冬天一樣涼快。智能服裝意味著降低了能源的消耗。而且,不管溫差有多大,你仍然會感到舒適,”Chen說。
研究人員還設計了自主供能的智能服裝。這個服裝包括能夠給熱電材料供能的可充電電池,以及能夠從人體汗液中獲得電力的生物燃料電池。此外,所有的配件——電池,熱電材料和生物電池,都可以利用Wang的實驗室中開發(fā)的可打印穿戴設備技術進行打印。這些配件也非常薄,具有伸縮性和靈活性,確保智能服裝不顯得笨重。
“我們的目標是制造外觀和感覺都與人們日常衣服一樣的智能服裝。它可以洗滌,伸縮,彎曲,而且重量輕。我們也希望讓智能服裝具有吸引力,穿著更時尚,”王說。
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