Учени от Хонконгския политехнически университет (PolyU) разработват охлаждащи дрехи, които биха могли да бъдат полезни за мнозина, тъй като температурите се покачват поради изменението на климата.
В момента приблизително 3,6 милиарда души по света живеят в региони, засегнати от значителни климатични промени. Между 2000 и 2019 г. в световен мащаб годишно са регистрирани над 480 000 смъртни случая в резултат на горещи вълни. Изключително високите температури също така намаляват концентрацията и производителността, влошават настроението, повишават нивата на стрес и предизвикват безсъние.
„Според Световната метеорологична организация има 80% вероятност поне една година между 2025 и 2029 г. да бъде най-горещата в историята, което прави личното охлаждане все по-важно за благополучието, здравето и производителността. Създаваме умни дрехи, подобни на супергерои, които осигуряват адаптивно охлаждане при поискване и мониторинг на здравето на лекарско ниво, за да помогнат за справяне с екстремните горещини“ — обяснява професор Дахуа Шоу, един от водещите разработчици.
Учените са комбинирали четири механизма за охлаждане: радиация, проводимост, конвекция и изпарение. Те също така представиха затворена система, задвижвана от изкуствен интелект, която комбинира сензори, прогнози и изпълнителни механизми, за да осигури персонализирано, енергийно ефективно охлаждане с мащабируема и рециклируема конструкция.
Принцип на работа на иновативната охлаждаща тъкан/The Hong Kong Polytechnic University
В частност, спектрално селективните текстилни материали ефективно отвеждат телесната топлина в средния инфрачервен диапазон, като същевременно блокират външната слънчева радиация и топлината от градската среда. Топлоизолацията се постига чрез използването на пълнители с контролирана топлопроводимост, докато вентилацията и изпарителното охлаждане се подобряват от влагочувствителни влакна.
Леките носими устройства, особено тези с променлива топлинна мощност, както и електрокалоричните и термоелектрическите модули, комбинирани с гъвкави слънчеви панели и носими устройства за съхранение на енергия, осигуряват активно и контролирано охлаждане. Въпреки това, все още съществуват предизвикателства при разработването на такива охлаждащи облекла.
Изпотяването помага за охлаждането на тялото, но ограниченият контрол върху този процес увеличава теглото на тъканта и я кара да се прилепва към тялото, намалявайки пропускливостта и ефективността на лъчистото охлаждане. Адаптивната терморегулация, която реагира на промените в околната среда и човешката физиология, като същевременно осигурява комфорт и безопасност, е идеалното решение, но е трудно за прилагане.
„Нуждаем се и от интердисциплинарна интеграция в областта на текстила, термодинамиката, гъвкавата електроника и изкуствения интелект, както и от мащабируемо производство, пригодно за вторична преработка, което съчетава в себе си екологичност, удобство при носене, модни тенденции и производителност. Стандартизирани, ориентирани към потребителя показатели, като например охлаждаща мощност на ват, топлинно усещане и приемане от потребителя, са от съществено значение за справедливото сравнение и внедряване“ — отбелязва Dahua Shou.
“Умната тъкан Omni Cool Dry/The Hong Kong Polytechnic University
Умното спортно облекло iActive използва изкуствени “потни жлези“ и кореноподобна мрежа от канали, свързани с потните зони, за бързо отвеждане на потта на капчици, намалявайки теглото, предотвратявайки залепването, поддържайки кожата суха и отвеждайки потта три пъти по-бързо от най-активния потоотвеждащ цикъл, който въобще може да съществува в човека. Това облекло е изработено от материя Omni-Cool-Dry — дишащ материал, подобен на кожата. Той отвежда потта, осигурявайки целенасочено охлаждане в целия спектър.
Чрез отразяване на слънчевата и друга радиация и излъчване на топлината от тялото в инфрачервения диапазон, тъканта помага да чувствате хладнина и сухота, дори и по време на излагане на слънце. Omni-Cool-Dry намалява температурата на кожата с приблизително 5°C в сравнение с конвенционалните тъкани.
За работещите във високотемпературна среда, термоадаптивното меко роботизирано облекло е идеално. То разполага с вградени температурно-чувствителни задвижващи механизми, които се разширяват, удебеляват тъканта и улавят застоялия въздух, решавайки проблема с „еднослойната“ топлоизолация. Термосъпротивлението варира от 0,23 до 0,48 K m²/W, което позволява температурата във вътрешността да се поддържа с 10°C по-ниска от тази на обичайните топлоизолиращи дрехи, дори и ако външната температура достигне 120°C.
SweatMD — носимо текстилно устройство, предназначено да отвежда потта чрез микрофлуидна мрежа. SweatMD използва сензорни нишки, щадящи кожата, за проследяване на биомаркери, включително и нивата на глюкоза и калий. Устройството в реално време предава данните за здравето на молекулярно ниво към смартфон. SweatMD може да предупреди потребителя при дехидратация или умора.
В комбинация, тези разработки създават система, задвижвана от изкуствен интелект. Сензорите определят количествено физиологичните параметри, моделите предвиждат нуждите от охлаждане, а умного облекло задейства целенасочени реакции.
Резултатите от изследването са представени в списание Science.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
