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【成果簡介】

人體必須保持在一定的溫度范圍內才能舒適和安全。服裝在調節人體體溫方面發揮著重要作用。然而,在惡劣的應用場景下,如全天/夜間循環、寒冷的極地地區和太空旅行,體溫調節服裝面臨挑戰。

南開大學化學學院陳永勝教授、材料科學與工程學院馬儒軍教授、化學學院劉永勝教授科研團隊通過整合柔性有機光伏(OPV)模塊直接從陽光中獲取能量和雙向電熱(EC)裝置,開發了一種靈活和可持續的個人體溫調節服裝系統。柔性OPV-EC體溫調節服裝(OETC)可以將人體熱舒適區從22°-28°C擴展到12.5°-37.6°C,具有快速體溫調節速率。該系統同時能耗低、效率高,只需12小時的太陽光能量輸入,便可實現 24 小時可控和雙模式體溫調節。這種自供電的可穿戴體溫調節平臺具有結構簡單、設計緊湊、效率高、自適應能力強等特點,且以陽光為唯一能源。該研究成果以Self-sustaining personal all-day thermoregulatory clothing using only sunlight為題發表于Science上。化學學院2021級博士研究生王子源和材料科學與工程學院2021級博士研究生薄軼文為共同第一作者。陳永勝為第一通訊作者,馬儒軍、劉永勝為共同通訊作者,南開大學化學學院為第一單位。

 

【核心創新點】

研究團隊開發了一種體溫調節服裝系統,該系統將有機光伏與雙向電熱裝置相結合,能夠加熱或冷卻。該裝置依靠陽光運行而無需額外電源,并且可以在各種惡劣環境中使用。

【數據概覽】

圖1:僅用太陽光驅動的全天候自持續人體熱管理衣物工作原理示意圖。

圖2.柔性OETC系統的性能。

圖3:OETC系統可穿戴溫度調節性能

圖4:OETC與棉服體溫調節性能對比

論文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj3654

本文主要參考:https://mp.weixin.qq.com/s/M-c2DRoZuRwDWNE54ShnMQ

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