U-Md. Forscher entwickeln intelligentes Gewebe, das dich automatisch wärmt oder kühlt

Wenn Sie in einem großen Bürogebäude arbeiten, besteht eine gute Chance, dass Sie Ihre Kleidung an zwei verschiedene Wettervorhersagen anpassen.

Da ist das Wetter im Freien, ein sich entwickelnder Zustand dynamischer atmosphärischer Bedingungen, der von saisonalen Mustern diktiert wird. Dann ist da noch das Indoor-Wetter, ein sich entwickelnder Zustand willkürlicher Bedingungen, der von einem allmächtigen Wesen namens Gebäudeverwalter diktiert wird, einem Individuum, dessen atmosphärische Launen gleichermaßen Fluchen und Lob entfesseln.

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Während Sie an einem heißen Sommertag in einer kalten Klimaanlage schwelgen, kuschelt sich Ihr Kollege zitternd und elend unter eine Fleecedecke.

Aber es kann eine Zeit kommen – meine Bürokollegen –, in der die Macht des Gebäudeverwalters vom einfachen Arbeiter zurückerobert wird. Forscher der University of Maryland sagen, dass sie einen Stoff entwickelt haben, der auf seinen Träger reagiert und die Wärmemenge reguliert, die durch das Material geht.

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Schwitzt man beispielsweise an einem heißen Sommertag, lässt der Stoff die Wärme entweichen. Aber wenn die Außentemperatur kühler und die Luft trockener ist und Ihr Körper kühler wird, wird der Stoff kompakter und speichert die Wärme vom Körper des Trägers, sagen Forscher. Die Arbeit des Forschers „Dynamisches Gating von Infrarotstrahlung in einem Textil“ war veröffentlicht in der Zeitschrift Science .

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YuHuang Wang — ein U-Md. Professor für Chemie und Biochemie, der die Studie mitgeschrieben hat – sagte, er stelle sich eine Zeit in nicht allzu ferner Zukunft vor, in der Kleidung zu einer „zweiten Haut“ wird, die den Menschen hilft, Energie zu sparen und die Kosten für Klimaanlage und Heizung zu senken, indem sie sich auf sie weniger intensiv oder schalten sie ganz aus.

„Diese Technologie würde es Ihnen ermöglichen, Ihre lokale Umgebung zu regulieren, und das würde den Menschen eine viel größere Toleranz für die Heiz- und Kühlbedingungen in einem Gebäude geben“, sagte Wang.

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„Wie sehr können Sie die Leute dazu bringen, ihre Gewohnheiten zu ändern“, sagte er und bezog sich auf die Verwendung von Kleidung zum Ausgleich der Energiekosten, „das ist sicherlich eine zusätzliche Herausforderung.“

Drei Viertel aller Haushalte in den Vereinigten Staaten verfügen über Klimaanlagen, die etwa 6 Prozent des gesamten in den Vereinigten Staaten produzierten Stroms verbrauchen. nach Angaben des US-Energieministeriums . Neben den Kosten für Hausbesitzer in Höhe von 29 Milliarden US-Dollar pro Jahr geben Klimaanlagen jedes Jahr etwa 117 Millionen Tonnen Kohlendioxid in die Luft ab, berichtet die Agentur.

Neben der Reduzierung des Energieverbrauchs bietet die Forschung eine potenzielle Lösung für eine weitere seit langem bestehende Herausforderung, die im Laufe der Jahre unzählige Patente im Sinne von Inspector Gadgets inspiriert hat: die Entwicklung von Kleidung, die den Träger aktiv kühlt.

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Im Jahr 2015 entwickelten finnische Forscher, inspiriert vom Design des menschlichen Herz-Kreislauf-Systems, „eine Möglichkeit, Jacken und andere Kleidungsstücke mit einer Plastikfolie mit mikroskopisch kleinen, mit Flüssigkeit gefüllten Kanälen zu versehen“. laut der Daily Mail .

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Durch das Füllen der Kleidung mit Flüssigkeit könnte die Kleidung gekühlt werden oder isolieren, berichtete das Papier.

Weltweit in Japan haben Forscher, die nach neuartigen Lösungen für Energieknappheit suchen, vorgestellt klimatisierte Kleidung ausgestattet mit kleinen batteriebetriebenen Lüftern, die angeblich bis zu 11 Stunden lang Kühlluft liefern könnten, laut Telegraph .

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Der von der U-Md. Forscher verlassen sich nicht auf Batterien oder Flüssigkeiten.

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Es beginnt mit einem speziell entwickelten Garn, das mit einem leitfähigen Metall beschichtet ist. Wenn es warm und feucht ist – etwa wenn der Träger trainiert und schwitzt – aktivieren die Garnstränge die Beschichtung, die wiederum die Garnstränge verdreht und sie näher zusammenbringt. Sobald das passiert, sagen Forscher, öffnen sich die Poren im Stoff und lassen die eingeschlossene Wärme entweichen. Bei Kälte jedoch kehrt sich der Prozess um und die Wärme bleibt nah am Körper.

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Um zu erklären, woher das Konzept für den Stoff stammt, vergleicht Wang den menschlichen Körper mit einem Motor – einem, der Nahrungsenergie in Wärme umwandelt.

„Wenn wir komplett nackt sind, ist unser Körper ein perfekter Heizkörper, der so schnell Wärme abgibt“, sagte er. „Die meisten unserer Kleidungsstücke sind eigentlich ein guter Heizkörper, aber wir kontrollieren diesen Heizkörper nicht. Wir wollten einen Mechanismus schaffen, um die vom Körper abgegebene Wärme zu kontrollieren.“

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Obwohl sich der Stoff seit etwa fünf Jahren in der Entwicklung befindet, beginnen die Forscher laut Wang gerade erst damit, ihn in ein kommerzielles Produkt zu verwandeln, höchstwahrscheinlich zunächst als eine Art Sportbekleidung. Er sagte, dass der Stoff in verschiedenen Farben gefärbt, gestrickt und gewaschen werden kann und die gleiche Haltbarkeit wie andere kommerzielle Stoffe bietet. Wang sagte, er glaube, dass diese Kleidung für Menschen jenseits von Radfahrern und Skifahrern Anwendung finden könnte.

„Die Leistung kann für Babys, die konstante Temperaturen benötigen, oder für ältere oder kranke Menschen effektiv sein“, sagte er.

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