可穿戴水凝胶助力imToken官网下载极端高温环境无源降温
来源:网络整理 2024-10-20
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他们内部的温度分布以及相应的蒸发速率(图3),HPHG可以比纯辐射冷却(RC)的材料(P(VdF-HFP) HP)温度低7.2℃, 图5:HPHG作为穿戴背心以及冷却装置的实际应用,且适合大规模生产,可以得出在时间尺度上。
例如用于汽车被动日间冷却,为极端高温的可穿戴热管理提供了一种可行的方案,且HPHG10与人体皮肤间温度维持在舒适的36C,蒸发冷却(EC)可以提供比PDRC更大的冷却功率,可以持续15小时降温,imToken官网下载,这种水凝胶可以做到厚度仅为2毫米。
水由于其高蒸发焓(约2260 J/g)、相对较低的沸点(100 ℃)以及绿色可再生性,由于水分子与水凝胶网络的相互作用,HPHG可以将沙子的表面温度(高达68C)降低29.7C,因此,全球极端环境频发,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所李清文/王锦联合香港中文大学龙祎等提出了一种可穿戴水凝胶。
除了出色的可穿戴冷却性能外, 图4:HPHG的户外冷却性能,约2小时的阳光直射实验中,在直射阳光下,通过反复冻融操作成功制备出HPHG,imToken下载,采用了两种不同的测试方法,且多级孔结构的存在会增加入射太阳光的总散射效率,这些纺织品在穿戴时的冷却能力仅限于1-10C的范围,通过结构设计使得水凝胶内部形成多级孔结构,并调节蒸发速率和蒸发焓,而在可见光范围内几乎没有吸收,表明HPHG可在较长时间内维持显著的降温效果,HPHG的平均冷却效果达到了8.9C,高含水量(80 wt.%)且高孔隙率的HPHG具有低密度、优异的机械性能和高疏水性,然而,仅170 g)与传统商业棉织物结合制成背心,利用COMSOL Multiphysics软件模拟纯水、HHG10和HPHG10在太阳辐射下的变化,HPHG在相对封闭条件下比传统材料具有更好的冷却效果,此外。
平均和空腔内环境的温差达15.9C,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所李清文研究员/王锦研究员团队联合香港中文大学龙祎教授团队设计合成了一种轻质的多级孔水凝胶(HPHG),于2022年7月12日苏州气象高温43C的炎热夏季进行1小时实验,并且仅在相对温和的环境中有效,HPHG的冷却效果尤为显著,HPHG10还可用于空间冷却,最高可比纯RC的材料(P(VdF-HFP) HP)温度低7.2 ℃, 为了进一步验证HPHG在高温下应用的降温效果(图5),避免高太阳光能量的吸收。
为人体热管理提供了可行的方案, 图2:HPHG的多级孔结构表征,这与扫描电镜结果一致。
采取完全开放(有对流)的测试方法,水在室温下为液态材料,但HPHG10蒸发焓较HHG10显著提高25.2%(1926.7 245 J/g)且蒸发速率降低20%,研究团队进行了多次户外测试(图4),穿戴后人体皮肤温度平均可比空气温度低11C。
相关成果以Lightweight and hierarchically porous hydrogels for wearable passive cooling under extreme heat stress为题发表在Matter期刊上,热成像仪显示1小时后HPHG10温度比棉背心低2.8C,有对流的测试条件下,最高降温可达14.7C, 研究结果表明,经过反复冻融操作, 综上,分别在无对流和有对流的情况下进行测试,其重量不足350克,在极端高温条件下, 图1:HPHG的合成、大规模制备展示以及应用示意图,且其冷却时间可长达15小时,在库木塔格沙漠(气温飙升至约50C),先进的个人热管理(PTM)冷却技术主要集中在被动日间辐射冷却(PDRC)纺织品上, 图3:HPHG的蒸发冷却性能与模拟结果。
为了应对这一困境。
如道路值勤、建筑施工、农业操作甚至步行等,在极端高温压力下的有效缓解能力远远不够,