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研究团队开发可穿戴设备以实现时尚个人热舒适

导读 想象一下,只需在旅途中改变衣服的温度即可调整衣服以抵御夏季炎热或冬季寒冷。可穿戴热控制设备正是承诺这一点,提供便携式个人热舒适性。...

想象一下,只需在旅途中改变衣服的温度即可调整衣服以抵御夏季炎热或冬季寒冷。可穿戴热控制设备正是承诺这一点,提供便携式个人热舒适性。不仅如此,这些设备还具有其他应用,例如在虚拟和增强现实中提供温度反馈以及对热问题提供热疗法等。

因此,研究人员一直在深入探索不同类型的可穿戴热设备。尤其是软机器人和液冷服装因其自然贴合人体的能力而脱颖而出。

液体冷却服装已经用于赛车手、外科医生、化疗、多发性硬化症患者和运动员,它们利用嵌入衣服中的通过泵循环冷却或加热液体以改变体温。然而,为这些系统提供电力需要笨重且噪音大的设备,这使得它们变得笨重。

最近,电流体动力(EHD)泵通过将电荷注入液体并利用电场移动它们来泵送液体,在可穿戴设备中越来越受到关注。EHD泵安静、重量轻,并且比其他泵提供更高的流量。

将EHD泵与易于贴合人体的软管相结合,为紧凑、静音的可穿戴热控制设备提供了独特的机会。然而,这些软管可能会因弯曲而堵塞,需要实时流量监测,从而需要额外的设备和电源。

为了解决这个问题,由博士领导的日本研究小组。芝浦工业大学工程科学与力学系的学生YuKuwajima开发了一种用于服装的创新型袖珍智能电流体动力泵(PSEP)。

“我们的创新设备以其紧凑而时尚的设计,打破了传统可穿戴冷却和加热设备的尺寸和外观限制,同时其监测流量的自感应功能增强了系统可靠性,而无需任何额外的设备,”桑岛解释道。

该团队包括来自东京工业大学的YuheiYamada和ShingoMaeda、来自芝浦工业大学的NaokiHosoya以及​​来自东京大学的YasuakiKakehi。他们的研究发表在AAppliedMaterials&Interfaces上。

PSEP的一项关键创新是EHD泵中流量自感知模型。这种自感应模型利用PSEP电极之间的电流变化来测量流量。如果任何负载改变流量,通过电极的电流就会改变。然后可以使用电流的变化来测量设备本身内的流速。

研究小组通过实验验证了他们的模型,发现结果与他们的理论计算一致。此外,他们的测试表明,PSEP可以调节温度高达3°C,显着提高个人舒适度。

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