Облечете се, за да се разхладите: учените преосмислят облеклото, поради покачването на температурите
Учени от Хонконгския политехнически университет (PolyU) създават охлаждащи облекла, които биха могли да бъдат потребни за мнозина, защото температурите се повишават заради изменението на климата.
В момента почти 3,6 милиарда души по света живеят в райони, наранени от обилни климатични промени. Между 2000 и 2019 година в международен мащаб годишно са регистрирани над 480 000 смъртни случая вследствие на горещи талази. Изключително високите температури също по този начин понижават концентрацията и продуктивността, утежняват настроението, покачват равнищата на стрес и провокират бодърствуване.
„ Според Световната метеорологична организация има 80% възможност най-малко една година сред 2025 и 2029 година да бъде най-горещата в историята, което прави персоналното изстудяване все по-важно за благополучието, здравето и продуктивността. Създаваме умни облекла, сходни на супергерои, които обезпечават адаптивно изстудяване при поискване и мониторинг на здравето на лекарско равнище, с цел да оказват помощ за справяне с рисковите горещини “ — изяснява професор Дахуа Шоу, един от водещите разработчици.
Учените са комбинирали четири механизма за изстудяване: радиация, проводимост, конвекция и изпарение. Те също по този начин показаха затворена система, задвижвана от изкуствен интелект, която комбинира датчици, прогнози и изпълнителни механизми, с цел да обезпечи персонализирано, енергийно дейно изстудяване с мащабируема и рециклируема структура.
Принцип на работа на новаторската охлаждаща тъкан/The Hong Kong Polytechnic University
В частност, спектрално селективните текстилни материали дейно водят телесната топлота в междинния инфрачервен диапазон, като в същото време блокират външната слънчева радиация и топлината от градската среда. Топлоизолацията се реализира посредством потреблението на пълнители с следена топлопроводимост, до момента в който вентилацията и изпарителното изстудяване се усъвършенстват от влагочувствителни нишки.
Леките носими устройства, изключително тези с променлива топлинна мощ, както и електрокалоричните и термоелектрическите модули, комбинирани с гъвкави слънчеви панели и носими устройства за предпазване на сила, обезпечават интензивно и следено изстудяване. Въпреки това, към момента съществуват провокации при създаването на такива охлаждащи дрехи.
Изпотяването оказва помощ за охлаждането на тялото, само че лимитираният надзор върху този развой усилва тежестта на тъканта и я кара да се прилепва към тялото, намалявайки пропускливостта и успеваемостта на лъчистото изстудяване. Адаптивната терморегулация, която реагира на измененията в околната среда и човешката физиология, като в същото време обезпечава комфорт и сигурност, е идеалното решение, само че е мъчно за използване.
„ Нуждаем се и от интердисциплинарна интеграция в региона на текстила, термодинамиката, гъвкавата електроника и изкуствения разсъдък, както и от мащабируемо произвеждане, пригодно за вторична преправка, което съчетава в себе си екологичност, улеснение при носене, фешън трендове и продуктивност. Стандартизирани, насочени към потребителя индикатори, като да вземем за пример охлаждаща мощ на ват, топлинно чувство и приемане от потребителя, са от значително значение за справедливото съпоставяне и внедряване “ — отбелязва Dahua Shou.
“Умната тъкан Omni Cool Dry/The Hong Kong Polytechnic University
Умното спортно облекло iActive употребява изкуствени “потни жлези “ и кореноподобна мрежа от канали, свързани с потните зони, за бързо отклоняване на потта на капчици, намалявайки тежестта, предотвратявайки залепването, поддържайки кожата суха и отвеждайки потта три пъти по-бързо от най-активния потоотвеждащ цикъл, който изобщо може да съществува в индивида. Това облекло е направено от материя Omni-Cool-Dry — дишащ материал, сходен на кожата. Той води потта, осигурявайки целеустремено изстудяване в целия набор.
Чрез отразяване на слънчевата и друга радиация и лъчение на топлината от тялото в инфрачервения диапазон, тъканта оказва помощ да чувствате хладнина и сухота, даже и по време на излагане на слънце. Omni-Cool-Dry понижава температурата на кожата с почти 5°C спрямо стандартните тъкани.
За работещите във високотемпературна среда, термоадаптивното меко роботизирано облекло е идеално. То разполага с вградени температурно-чувствителни задвижващи механизми, които се уголемяват, удебеляват тъканта и улавят застоялия въздух, решавайки казуса с „ еднослойната “ топлоизолация. Термосъпротивлението варира от 0,23 до 0,48 K m²/W, което разрешава температурата във вътрешността да се поддържа с 10°C по-ниска от тази на нормалните топлоизолиращи облекла, даже и в случай че външната температура доближи 120°C.
SweatMD — носимо текстилно устройство, предопределено да води потта посредством микрофлуидна мрежа. SweatMD употребява сензорни влакна, щадящи кожата, за следене на биомаркери, в това число и равнищата на глюкоза и калий. Устройството в действително време предава данните за здравето на молекулярно равнище към смарт телефон. SweatMD може да предизвести потребителя при дехидратация или отмалялост.
В композиция, тези разработки основават система, задвижвана от изкуствен интелект. Сензорите дефинират количествено физиологичните параметри, моделите плануват потребностите от изстудяване, а умного облекло задейства целенасочени реакции.
Резултатите от проучването са показани в списание Science.
