Искусственный фотосинтез, охлаждающая одежда и бактерии, поедающие пластик

Как охладить или разогреть человека

Терморегулирование на индивидуальном уровне имеет огромное значение с точки зрения энергопотребления и здоровья человека.

Более столетия в этой области не происходило ничего революционного, если не считать кондиционирования воздуха в помещениях.

Инженеры в Университете штата Калифорния в Сан-Диего разработали новый тип портативного устройства в виде ткани, которая может вшиваться в одежду и охлаждать или разогревать кожу человека в зависимости от окружающей температуры. Это устройство берет энергию из гибкой батареи, которая также может быть частью одежды.

Исследователи считают, что такие устройства при массовом применении могут сэкономить массу энергии, необходимой для кондиционирования воздуха.

“Устройство такого типа может улучшить ваши ощущения в разных ситуациях – когда, например, вы добираетесь в жару до работы или когда вы мерзнете на рабочем месте в офисе”, – говорит Ренкун Чен, профессор университета, который возглавлял группу исследователей.

По его словам, это устройство способно содействовать значительной экономии электроэнергии. Известно, что если летом переключить кондиционеры в большом здании на поддержание температуры на 12 градусов выше обычной, это сокращает расходы на охлаждение на 70%.

Новый вид термоматериала состоит из слоев металлизированной ткани, в составе которой присутствуют термоэлектрические сплавы – то есть материалы, которые трансформируют электрический заряд в разность температур и наоборот, в зависимости от направления тока.

Инженеры изготовили прототип такого устройства в форме сетчатой наручной повязки и испытали его на добровольце. Испытания проходили в помещении с контролируемой температурой. За две минуты устройство охладило кожу до заданной температуры в 32 градуса по Цельсию и затем поддерживало общую температуру кожи в диапазоне между 22 и 32 градусами.

Конечной целью инженеров является соединение множества таких кусочков термоткани в один предмет одежды. Один такой фрагмент имеет вид квадрата со стороной 5 см. Он потребляет 0,2 ватта энергии. Для создания охлаждающего жилета требуется 144 таких фрагментов, которые будут потреблять около 26 ватт, а во время сильной жары – до 80 ватт, то есть примерно столько, сколько использует средний лэптоп.

Переключая направление тока в устройстве, можно добиться либо разогрева, либо охлаждения термоткани.

Для кондиционирования помещения, котором находится 50 человек, тратятся сотни киловатты электроэнергии.