مثير للإعجاب

يتم التقاط حرارة الجسم لتشغيل أجهزة خفيفة الوزن قابلة للارتداء

يتم التقاط حرارة الجسم لتشغيل أجهزة خفيفة الوزن قابلة للارتداء

طور علماء من جامعة ماساتشوستس نسيجًا يمكنه تجميع حرارة الجسم لتشغيل الأجهزة الصغيرة القابلة للارتداء مثل أجهزة تتبع اللياقة البدنية.

كيميائية المواد تريشا أندرو ودكتوراهها. طورت الطالبة Linden Allison النسيج الذي يستخدم التأثير "الكهروحراري" الذي يحدث عندما يكون هناك فرق بين درجة حرارة الجسم والهواء المحيط البارد.

يتميز النسيج بموصلية كهربائية عالية وموصلية حرارية منخفضة مما يمكّنه من تحريك الشحنات الكهربائية من منطقة دافئة إلى منطقة أكثر برودة باستخدام هذا التأثير بينما حدد العديد من العلماء الحرارة من جسم الإنسان كمصدر محتمل للطاقة للأجهزة القابلة للارتداء.

حرارة الجسم هي مصدر طاقة لانهائي

الأقمشة الموجودة التي يمكنها حصاد مصدر الطاقة هذا إما مكلفة أو سامة أو غير فعالة.

يقول أندرو: "ما طورناه هو طريقة لطباعة بخار غير مكلفة حيوياً ، وأفلام بوليمر مرنة وخفيفة الوزن مصنوعة من مواد وفيرة على الأقمشة القطنية التي تتمتع بخصائص كهروحرارية عالية بما يكفي لإنتاج جهد حراري مرتفع إلى حد ما ، بما يكفي لتشغيل جهاز صغير. "

استفاد العالمان من خصائص نقل الحرارة المنخفضة بشكل طبيعي للصوف والقطن لإنشاء ملابس كهروحرارية يمكنها الحفاظ على تدرج درجة الحرارة عبر جهاز إلكتروني يُعرف باسم الحرارية.

هذا يحول الحرارة إلى طاقة كهربائية حتى على مدى فترات طويلة من التآكل المستمر. تلخص هي وأليسون "بشكل أساسي ، استفدنا من خاصية العزل الأساسية للأقمشة لحل مشكلة طويلة الأمد في مجتمع الأجهزة".

"نعتقد أن هذا العمل سيكون ممتعًا لمهندسي الأجهزة الذين يسعون لاستكشاف مصادر طاقة جديدة للإلكترونيات القابلة للارتداء والمصممين المهتمين بصنع الملابس الذكية."

النسيج يستفيد من الخصائص الطبيعية للصوف

طور العلماء نموذجًا أوليًا لفكرتهم عن طريق الطباعة البخارية لبوليمر موصل معروف باسم بولي مخدر p (3،4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-Cl) على قطعة واحدة منسوجة ومحكمة واحدة من نسيج قطني متاح تجاريًا .

تم دمج هذا بعد ذلك في حزام يمكن ارتداؤه يولد جهدًا حراريًا أكبر من 20 ملي فولت عند ارتدائه على اليد.

تم التلاعب بالنموذج الأولي وغسله لاختبار قوته ومتانته. أداء المادة "لم يتشقق أو ينفصل أو يغسل ميكانيكيًا عند غسله أو تآكله ، مما يؤكد الصلابة الميكانيكية لـ PEDOT-CI المطبوع بالبخار."

يمكن أن يكون العرق مفيدًا في زيادة الجهد الحراري

زاد العرق من ناتج الجهد الحراري لشارة القماش ، حيث من المعروف أن المواد الرطبة موصل حراري أفضل من الأقمشة الجافة. يمكنهم التخفيف من انتقال الحرارة المفرط عن طريق إضافة طبقة بلاستيكية عاكسة للحرارة بين جلد مرتديها والحزام.

تم نشر البحث في Advanced Materials Technologies.

باختصار ، يقول الباحثون ، "لقد أظهرنا أن عملية الطلاء بالبخار التفاعلي تخلق أعمدة حرارية ميكانيكية متينة" مع "عوامل طاقة حرارية عالية بشكل ملحوظ" عند الفروق ذات درجات الحرارة المنخفضة مقارنة بالأجهزة المنتجة تقليديًا.

"علاوة على ذلك ، نحن نصف أفضل الممارسات لدمج المواد الحرارية بشكل طبيعي في الملابس ، مما يسمح بالحفاظ على تدرجات درجة حرارة كبيرة عبر الجهاز الحراري على الرغم من التآكل المستمر."

يمكن أن يمهد البحث الطريق لأقمشة غير سامة وبأسعار معقولة يمكن استخدامها لتشغيل الأجهزة القابلة للارتداء.


شاهد الفيديو: قياس درجة حرارة الجسم (ديسمبر 2021).