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科学家开发出“空调型”智能服装

2015-06-10 00:00

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  想象一下,一件衣服能够让你的身体保持在一个舒适的温度上,无论它实际上是冷还是热。这就是加州大学圣地亚哥分校一个工程项目要达到的目标,这个项目获得了美国能源部高级研究计划局260万美元的资助。穿上这种智能服装能够降低建筑和住宅的供暖和空调费用。

  这个项目的名称是ATTACH(自主冷却和加热的自适应纺织技术),是在加州大学圣地亚哥分校纳米工程专业特聘教授约瑟夫 王领导下进行的。

  通过调节一个人附近,而不是整间房子的温度,智能服装至少能够削减建筑物和家庭能源消耗量的15%,王指出。

  “当只有一两个人在一个大房子里面的时候,加热或冷却整个房间很不划算,”王说。“如果你能进行局部加热或冷却,就好像你在车里,只加热汽车座椅而不是提高车内温度,你就可以节省大量的能源。”

  智能服装通过适应房间里温度的变化,设计成调节穿着者的体感温度,让温度保持在93° F。当房间温度变冷时,服装会变厚。当房间温度升高时,服装会变薄。要完成这一非凡业绩,研究人员将在智能服装里插入冷涨热缩的聚合物。

  “不管周围的温度升高还是降低,用户不需要调节温控器也会始终感觉如沐春风,”王说。

  “93° F对大多数人来说都是舒适的皮肤温度,” Renkun Chen补充到,他是加州大学圣地亚哥分校机械和航空航天工程助理教授,也是这个项目的合作者。

  Chen对这个项目的贡献是,开发了被称为热电材料的冷却和加热的辅助装置,这个设备是可以打印的,而且可以植入到智能服装的特定位置。热电材料能够调节“热点”,如背部和脚底等部位的温度,当一个人比较活跃时,这些部位的温度比身体其它部位要高。

  “这就好像是一个个性化的空调或加热器,”Chen说。

  “随着智能服装的出现,你就不需要在冬季把房间弄得好像夏天一样热,在夏天把房间温度降低的和冬天一样凉快。智能服装意味着降低了能源的消耗。而且,不管温差有多大,你仍然会感到舒适,” Chen说。

  研究人员还设计了自主供能的智能服装。这个服装包括能够给热电材料供能的可充电电池,以及能够从人体汗液中获得电力的生物燃料电池。此外,所有的配件——电池,热电材料和生物电池,都可以利用Wang的实验室中开发的可打印穿戴设备技术进行打印。这些配件也非常薄,具有伸缩性和灵活性,确保智能服装不显得笨重。

  “我们的目标是制造外观和感觉都与人们日常衣服一样的智能服装。它可以洗涤,伸缩,弯曲,而且重量轻。我们也希望让智能服装具有吸引力,穿着更时尚,”王说。

  在价格方面,研究团队还没有确定智能服装的成本。这要取决于生产规模,但是Wang实验室的打印技术可以低成本地生产配件。降低成本是一个主要目标,研究人员说。(A10)

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