科學家開發(fā)出“空調型”智能服裝

想象一下，一件衣服能夠讓你的身體保持在一個舒適的溫度上，無論它實際上是冷還是熱。這就是加州大學圣地亞哥分校一個工程項目要達到的目標，這個項目獲得了美國能源部高級研究計劃局260萬美元的資助。穿上這種智能服裝能夠降低建筑和住宅的供暖和空調費用。

這個項目的名稱是ATTACH（自主冷卻和加熱的自適應紡織技術），是在加州大學圣地亞哥分校納米工程專業(yè)特聘教授約瑟夫 王領導下進行的。

通過調節(jié)一個人附近，而不是整間房子的溫度，智能服裝至少能夠削減建筑物和家庭能源消耗量的15%，王指出。

“當只有一兩個人在一個大房子里面的時候，加熱或冷卻整個房間很不劃算，”王說?！叭绻隳苓M行局部加熱或冷卻，就好像你在車里，只加熱汽車座椅而不是提高車內溫度，你就可以節(jié)省大量的能源?！?/p>

智能服裝通過適應房間里溫度的變化，設計成調節(jié)穿著者的體感溫度，讓溫度保持在93° F。當房間溫度變冷時，服裝會變厚。當房間溫度升高時，服裝會變薄。要完成這一非凡業(yè)績，研究人員將在智能服裝里插入冷漲熱縮的聚合物。

“不管周圍的溫度升高還是降低，用戶不需要調節(jié)溫控器也會始終感覺如沐春風，”王說。

“93° F對大多數(shù)人來說都是舒適的皮膚溫度，” Renkun Chen補充到，他是加州大學圣地亞哥分校機械和航空航天工程助理教授，也是這個項目的合作者。

Chen對這個項目的貢獻是，開發(fā)了被稱為熱電材料的冷卻和加熱的輔助裝置，這個設備是可以打印的，而且可以植入到智能服裝的特定位置。熱電材料能夠調節(jié)“熱點”，如背部和腳底等部位的溫度，當一個人比較活躍時，這些部位的溫度比身體其它部位要高。

“這就好像是一個個性化的空調或加熱器，”Chen說。

“隨著智能服裝的出現(xiàn)，你就不需要在冬季把房間弄得好像夏天一樣熱，在夏天把房間溫度降低的和冬天一樣涼快。智能服裝意味著降低了能源的消耗。而且，不管溫差有多大，你仍然會感到舒適，” Chen說。

研究人員還設計了自主供能的智能服裝。這個服裝包括能夠給熱電材料供能的可充電電池，以及能夠從人體汗液中獲得電力的生物燃料電池。此外，所有的配件 ——電池，熱電材料和生物電池，都可以利用Wang的實驗室中開發(fā)的可打印穿戴設備技術進行打印。這些配件也非常薄，具有伸縮性和靈活性，確保智能服裝不顯得笨重。

“我們的目標是制造外觀和感覺都與人們日常衣服一樣的智能服裝。它可以洗滌，伸縮，彎曲，而且重量輕。我們也希望讓智能服裝具有吸引力，穿著更時尚，”王說。

在價格方面，研究團隊還沒有確定智能服裝的成本。這要取決于生產(chǎn)規(guī)模，但是Wang實驗室的打印技術可以低成本地生產(chǎn)配件。降低成本是一個主要目標，研究人員說。