经过精心设计和制备,南开大学陈永胜、刘永胜、马儒军教授团队的科研团队成功研发出一种具有柔性和可持续特性的个人体温调节衣物系统。这一系统能够迅速适应各种极端复杂的环境温度变化,利用柔性太阳能器件将太阳光能转化为动力,驱动高效电卡热管理器件。该技术不仅将人体热舒适区从22摄氏度至28摄氏度扩展至12.5摄氏度至37.6摄氏度,还显著降低了能耗,提高了效率。只需12小时的太阳光能量输入,即可实现24小时的可控体温调节及双模式运行。
近期,相关研究成果已在《科学》杂志上发表。人体正常生命活动的维持依赖于相对稳定的体温,而服装在调节体温、保持人体热舒适度方面起着至关重要的作用。科学家们一直在努力开发一种类似宇航服的体温调节服装,以便在日常生活中应对昼夜温差极大的恶劣环境。尽管近年来已经开发出了多种体温调节系统,但由于能耗高、效率低,这些系统在没有额外能量输入的情况下无法长时间运行,无法满足全天候和自持续的热管理需求。
陈永胜教授表示:“如果能够实现白天在阳光下制冷、夜间在黑暗中保暖,并且利用无处不在的太阳能实现全天候和自持续的体温管理,那么人类的生存空间将得到极大拓展。”基于团队在柔性太阳能、电卡和热管理等方面的成果,研究团队设计并制备了柔性太阳能电池模块和柔性电卡热管理模块,并将两者有机结合,形成了一种新型柔性可穿戴主动性太阳能热管理系统。这一系统实现了双向主动的人体热管理,使得人体在太阳光下能够降温,在黑暗中能够保暖,从而使生活环境的温度区间提升了3倍以上。
南开科研团队创新设计柔性个人体温调节衣物系统
此外,这种新型太阳能热管理系统充分利用了有机太阳能电池和电卡热管理器件的柔性特点,将其集成应用于衣物,既智能又不妨碍穿着体验。陈永胜教授表示:“我们将继续努力优化和提升其性能,为实现绿色能源的更好利用以及在极地、太空等极端恶劣环境中提高人类的生存能力做出更多贡献。”
本文主题词: