Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали технологию, которая может обеспечивать персональное охлаждение и обогрев, независимо от местопребывания человека: находится он дома, на работе или в дороге. Мягкий эластичный прибор удобен в ношении и способен поднимать или понижать температуру кожных покровов тела и удерживать ее даже при изменении температуры окружающей среды. Гибкое устройство питается от небольшого аккумулятора и может размещаться прямо в одежде. Исследователи говорят, что их детище позволит сэкономить энергию, необходимую для кондиционирования воздуха и отопления. Научная работа на эту тему была опубликована в Science Advances.

Сегодня на рынке персональных охлаждающих технологий представлено не так много систем, все они неудобны в носке из-за своих размеров, кроме того, некоторые “мобильные кондиционеры” постоянно должны быть пропитаны или наполнены водой, то есть требуют особого внимания человека в плане обслуживания.

Однако команда ученых из США, возглавляемая Ренкуном Ченом, профессором аэрокосмического машиностроения в Калифорнийском университете в Сан-Диего, создала удобное в плане ношения устройство в виде пластинки, которая может вшиваться в одежду и обеспечивать пользователю комфортные условия: разогревать или охлаждать кожные покровы до заданной температуры.

Прибор состоит из нескольких слоев металлизированной ткани, в состав которой вошли термоэлектрические сплавы — материалы, трансформирующие электрический заряд в разность температур, в зависимости от направления тока.

Термоэлектрическая система использует полупроводники для перекачивания тепла с одной стороны устройства на другую, создавая при этом “холодную” и “горячую” зоны. Такая система может обеспечивать легко регулируемое охлаждение, но заставить ее эффективно рассеивать тепло оказалось непростой задачей.

Ренкун Чен и его команда решили эту проблему, установив несколько элементов из полупроводникового материала между двумя слоями металлизированной ткани. Эта конструкция изолировала “горячую” и “холодную” стороны друг от друга и позволила “горячей” стороне более эффективно рассеивать тепло в воздухе.

“Вы можете поместить устройство на любой участок тела, который хотите охладить или согреть, это может быть спина, шея, ноги или руки, и вам будет комфортно в любую погоду, независимо от времени года”, — объясняет Чен

Ученые добавили в дизайн пластыря гибкий аккумулятор, емкости которого хватает на несколько десятков сеансов обогрева или охлаждения. Новое устройство может повышать или понижать температуру кожных покровов тела более чем на 10ºC.

Сейчас у инженеров имеется лишь прототип этой технологии, представленный в форме наручной повязки. Ее уже успешно испытали на добровольце в помещении с контролируемой температурой. Устройство смогло за две минуты охладить кожные покровы тела испытуемого до температуры 32ºC и затем поддерживать ее в диапазоне между 22ºC и 32ºC.

Наручная повязка имеет размер 5×5 сантиметров и потребляет до 0,2 Вт энергии. Главная цель инженеров — создать 144 таких кусочка термоткани и соединить их в один предмет одежды. Предполагается, что “персональный кондиционер” в обычный теплый день будет потреблять около 26 Вт, а в сильную жару до 80 Вт, то есть столько, сколько в среднем использует один недорогой ноутбук.  

Авторы работы утверждают, что использование таких устройств может быть весьма энергоэффективным и позволит сэкономить до 20% энергии, необходимой для систем кондиционирования воздуха в жилых помещениях и офисах.

“Если вы будете носить это устройство, например, в холод, вам не нужно будет подкручивать термостат и увеличивать температуру в помещении”, — говорит Чен

Пока неизвестно, когда прибор появится на рынке, и сколько он будет стоить.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram и узнавайте о новостях первыми
Связь с редакцией по электронной почте