清华大学曹彬团队︱为冰雪运动研发“智能加热保暖”装备( 二 )


通过进行一定数量的真人受试者实验 , 曹彬团队总结出规律 , 找到了在长时间低温环境下 , 人们普遍会倾向于给身体哪些部位进行加热 , 以及加热到多少摄氏度会达到较为舒适的状态 。
智能马甲、坐垫给人高效补充热量
前期研究完毕 , 最后一步是依据理论数据把加热设备做成实物 。 沿着“个体尺度”思路 , 曹彬团队最终决定 , 采用可穿戴方式来实现这一措施落地 。
经过反复推敲 , 团队最终研发出了两种装备形态——一种是便携式的加热坐垫 , 另一种是可穿戴在身上的智能加热马甲 。
清华大学曹彬团队︱为冰雪运动研发“智能加热保暖”装备
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团队研发的智能加热保暖装备 。 受访者供图
这两种装备的原理相近 , 都采用了柔性石墨烯发热材料 , 通过其电热效应 , 通电后可以起效发热;且材料本身是软的 , 人坐在上面产生形变也没有关系 。
“如果不考虑保温 , 热量很快就散掉了 。 ”在开放环境下 , 除了加热 , 保温也非常重要 。 在保温性能上 , 曹彬团队采用了轻薄的保温材料叠加态 , 置于坐垫底层和马甲外层 , 来阻断热量向下、向外散发 , 保证热量集中、高效地传递给人 。 “坐垫上表面温度能够达到40摄氏度以上 , 同时由于具备隔热性能 , 如果去摸它的下表面 , 会发现是很凉的 。 ”曹彬称 。
关于可穿戴加热装备 , 之所以做成马甲形态而不是外衣 , 曹彬解释称 , 马甲比较灵活且贴身 , 便于大家搭配自己的外套 , 也更有利于热量的有效利用 。 同时 , 给这件马甲也配了手机端小程序 , 使用者可以自行进行交互操作 , 通过简明的示意图选择加热部位、调整温度 。
除力争服务冬奥外 , 这些研究成果还能如何应用?对此 , 曹彬告诉采访人员 , 随着冰雪运动在国内普及发展 , 会有越来越多赛事和参与者 , 对于加热保暖方案的需求也会随之增加;此外 , 户外极端低温环境下、恶劣自然条件下工作的场景也非常多 , 也希望这些研究成果能继续推广 。
【清华大学曹彬团队︱为冰雪运动研发“智能加热保暖”装备】新京报采访人员 冯琪 校对 刘军

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