货车空调COOL出现ER怎么回事不制冷?

夏日一到,大清早,蝉虫高鸣,告诉人们又一个火热的日子开始了,太阳刚一出头,地上像已着了火,走在路上,迎面的风似热浪扑来。太阳像个大火炉,把大地烤得发烫,就连空气也是热烘烘的,人一动就浑身冒汗,黏黏的浑身难受。夏日“炎炎”,为了能凉爽一点,人们绞尽脑汁,但即使雪糕空调凉席标配齐全,也已经无法时时刻刻让我们保持透心凉,恨不得想随时随地挂个空调在身上!

近日,曼彻斯特大学的国家石墨烯研究所Coskun Kocabas教授带领的团队就创造出一种热适应性服装。他们利用材料界的新星——石墨烯,使得这种服装具备自动降低穿戴者体温的功能。换言之,穿上这件衣服,就像穿了个空调在身上,俗称——可穿戴的“空调”。并将研发结果以“Graphene-Enabled Adaptive Infrared

首先我们要搞懂为什么会觉得这么热!

人体一直在以红外光谱中的电磁波的形式来辐射能量。如果人身穿一种理想化的材料,这种材料会吸收所有照射到它表面的电磁辐射,并将这些辐射转化为热辐射,那么这一过程就被称为黑体辐射。此时,热辐射最强,人也会感到最热。在炎热的气候中,就需要将红外辐射的全部范围都反射出去来降低体温,这可以通过使用红外透明纺织品来实现。对于相反的情况,红外线屏蔽罩即红外线不能被成功反射出去)是使人体能量损失最小化的理想选择。急救毯就是一个典型例子,通常被用于处理极端体温波动的情况。

Kocabas 教授说:“控制热辐射的能力是多种关键应用的必要条件,例如高温环境下的人体温度管理。但是,在周围环境变热或变凉时保持这些功能是一项艰巨的挑战。”而在此次的研究中,科学家们就利用石墨烯的出色热性能与导电性来实现热适应,即控制热辐射,以此达到在炎热的气候中降低体温的效果。

石墨烯的高导热性和柔韧性

石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、六角型蜂巢晶体的二维碳纳米材料,其厚度为0.335nm左右,是目前为止最薄的二维纳米碳材料。而且,石墨烯材料因其特殊的结构,具有很多特殊性能,优异的电学性能、极高的导热性、优异的阻隔性能、柔韧性等,有着“新材料之王”的美称。

因此,在研究中,研究人员就非常巧妙的利用了石墨烯的柔韧性,使其与各类纺织物(如棉、聚酯纱线等)完美结合在一起,最终制成衣物。该设备由红外透明聚合物层、多层石墨烯(MLG)、织物分离层和导电织物组成。图1a展示设备及其操作的示意图。首先在镍(Ni)箔上生长多层石墨烯层,在多层石墨烯上层压一层充当红外透明保护层的聚乙烯(PE)薄膜。然后用热熔粘合剂将聚乙烯片材上的MLG附着到织物(例如棉质斜纹织物)上。背面电极(例如,导电织物)熔合到织物的背面,形成完整的设备(图1a)。最后,将离子液体电解质(BMIMPF6)施加到背面电极上,并使其扩散到织物基材中。纺织品既充当隔离层又充当离子导电层,当向MLG和背面电极施加电压差时,离子会运动。为了演示这一成果,该团队还开发了一件T恤衫内的原型产品,使穿戴者可以投射肉眼看不见但可以被红外摄像头读取的编码消息。

图1.自适应红外纺织品示意图。

该设备的工作原理是将离子可逆地插入石墨烯层,以此调节其电学和光学特性,实现自动的热辐射调节。在0 V时,MLG具有很高的红外吸收率和发射率,与设备连接的显示器就会显示它的实际温度;当施加足够的电压差(> 2.5 V)时,离子液体会插入石墨烯层中,费米能量和MLG光导增加,从而提高了光导率并抑制了发射率,掩盖实际温度(图2a)。此外,MLG用作高导热层,使织物的平面内热扩散率翻倍,从而增强了从源到表面的热传导,这在另一方面也有助于降低穿戴者的体温。在电压变大时,设备表面的表观温度明显降低(图2 b),并且在高低发射率之间可进行多次循环(图2 c)。

图2.纺织品上红外发射的动态控制。

一扇新世界的大门——石墨烯交互式服装

该团队着重研究石墨烯纺织设备的电子控制热辐射功能,再在织物上加上复杂的电极图案和嵌入式传感器,就可以为交互式服装打开一扇新世界的大门(图3)。该多像素纺织设备通过调整与传感器上方是否存在热物体相互作用的相应像素的发射率,来显示字母“ C(冷)”或“ H”(热)。这种设备可以反馈周围复杂的环境更使其兼具自适应模式和感应功能的能力。

图3.自适应纺织品上的传感和显示。

Kocabas教授说:“在不同形式的纺织品上成功演示光学特性的调制,可以充分利用纤维结构的广泛使用,并使能在红外和电磁波谱其他区域中运行的新技术用于纺织品展示,电磁通信等领域。”

该研究领域的下一步是解决对地球轨道卫星进行动态热管理的需求。因为轨道上的卫星正面对着太阳时,会出现温度过高的情况。这项技术可以通过控制热辐射并按需调节卫星温度,从而实现卫星的动态热管理。

最后,研究人员还在论文中总结,本次开发的石墨烯制备和转移方法可以很容易地集成到成熟的纺织基础设施中,因为这些方法与纺织工业和大面积的流水线加工能够兼容。这意味着或许不久之后,这种可穿戴“空调”衣物能够得到批量生产,普通人也能买得到。并且,由于该技术能实现红外和电磁频运行的新技术通讯,以后还可以在此基础上制作自适应太空服。Cool!

版权声明:「高分子材料科学」是由专业博士(后)创办的非赢利性学术公众号,旨在分享学习交流高分子聚合物材料学的研究进展。上述仅代表作者个人观点且作者水平有限,如有科学不妥之处,请予以下方留言更正。如有侵权或引文不当请联系作者修正。商业转载请联系编辑或顶端注明出处。感谢各位关注!

域名WHOIS查询结果:

Whois信息:点击域名查看 ↑

域名WHOIS查询工具说明:

WHOIS就是一个用来查询已经被注册域名的详细信息的数据库,包括域名注册人(或单位)、域名注册商、域名注册时间、域名到期时间、域名注册人联系方式等。站长之家WHOIS查询系统支持100余种国内外域名WHOIS查询。

我要回帖

更多关于 厢货车安装制冷机 的文章

 

随机推荐