太阳能织物白天凉爽，晚上温暖 – 物理世界

中国的研究人员推出了一种新概念的太阳能服装，可以调节穿着者的体温。由 Ziyuan Wang 及其同事创建 南开大学，该设计将电热设备与最先进的柔性太阳能电池相结合。该团队在一篇论文中描述了其方法 科学.

体温调节服装旨在使身体在各种环境下保持在安全舒适的温度。概括地说，它分为两类：被动式和主动式。被动体温调节使用的材料利用吸收、辐射和相变潜热等效应来保持佩戴者舒适。

无源方法的一个主要优点是不需要外部电源。然而，被动体温调节通常朝一个方向发展，服装要么具有冷却效果，要么具有升温效果，但不能同时具有两种效果。

能源挑战

双向温度调节通常使用活性材料来实现，这些活性材料采用冷却剂循环和流体通道等机制来实现快速加热和冷却。这些系统通常由电池供电，这会增加重量并且必须充电。然而，原则上，它们也可以通过从太阳获取能量来提供动力——但这已被证明是一个重大的设计挑战。

“由于能量消耗高，主动系统很难通过便携式、可持续的能量收集设备长时间维持人体的持续体温调节，”Xingyi Huang 和 Penli Li 说。 上海交通大学 写在一个 评论文章 in 科学 王的论文随附。

为了应对这一挑战，王的团队借鉴了柔性有机光伏的最新进展。如今，这些太阳能电池即使扭曲成不同的形状也能保持高转换效率。

黄和李预测：“如果这种高效、灵活的有机光伏装置可以与适当的热管理系统集成，那么就可以实现坚固、自我维持和温度调节的服装。”

柔性电热模块

在他们的研究中，王和同事通过将柔性太阳能电池集成到柔性电热模块上，构建了一小块可穿戴材料。后者是一种响应所施加的电场而经历可逆温度变化的装置。

当放置在阳光下时，太阳能电池收集的能量足以让电热模块在炎热的天气下将佩戴者的皮肤冷却高达 10 度。任何多余的能量都可以存储在一个小型独立电池中。在黑暗中，该设备可以切换到加温模式，并使用存储的能量将佩戴者的皮肤加热多达三度。总而言之，该设备可以实现 24 小时内的体温调节。

节能面料帮助穿着者抵御热浪和寒流

黄和李说：“凭借其优异的热管理性能、热管理方向的轻松切换以及最佳的温度控制，王的团队展示了可以让人体适应环境温度变化的服装。”

通过将这项技术集成到可穿戴面料中，王的团队希望他们的创新能够带来新一代实用的太阳能服装，帮助穿着者适应复杂和具有挑战性的环境。

凭借其主动温度调节功能，该设备可以让佩戴者忍受炎热的沙漠、寒冷的极地和许多温度快速波动的气候。它甚至可以适用于外太空，在阳光直射下温度会变得非常热，但在阴凉处会急剧下降。

“除了服装之外，此类设备还可以应用于车辆和建筑物，”黄和李补充道。 “可以想象全天候热管理的未来，它不受能源供应的限制，额外收集的能量甚至可以在特殊条件下为电子设备供电。”

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/solar-powered-fabric-cools-in-the-day-and-warms-at-night/