İnsan vücudu yalnızca belirli bir miktarda sıcağa veya soğuğa tolerans gösterebilir. Bu, sıfırın altındaki kutup sıcaklıklarından Sahra'nın amansız sıcaklığına kadar ekstrem ortamlarda bir sorun olabilir ve bu durum Dünya'da da bitmiyor. Sıcaklığın korunması astronotlar için de bir sorundur. Uzayın boşluğu dev bir dondurucudur ve doğrudan güneş ışığı soğuk kadar acımasız olabilir.
Duyuru
Vücut ısısını düzenleyen teknik giysilerin genellikle tek bir işlevi vardır: ısıtmak veya soğutmak. Dahası, genellikle hantaldırlar ve çok fazla enerji tüketirler, dolayısıyla piller er ya da geç tükenir. Peki ya sabit bir yenilenebilir enerji kaynağıyla çalışırken ısınan ve soğuyan bir sistem olsaydı?
Çin'in Tianjin kentindeki Nankai Üniversitesi'nden Ziyuan Wang liderliğindeki bir araştırmacı ekibi bu zorluğu üstlendi. Sonuç, giysilere entegre edilebilecek esnek, güneş enerjisiyle çalışan bir sistemdir. Cildi aktif olarak ısıtıp soğutarak vücut ısısını düzenleyebilir. Üstelik 24 saat kesintisiz çalışıyor ve şarj olması için yalnızca güneş ışığına ihtiyaç duyuyor.
Ekip yakın zamanda Science dergisinde yayınlanan çalışmada, “Gerekli sürdürülebilirlik ve esnekliğin yanı sıra düşük ağırlığı elde etmek için vücut ısı yönetimi ünitesinin yüksek enerji aktarım verimliliğine ve düşük enerji tüketimine sahip olması gerekir” dedi.
Piller dahil değildir
Wang'ın yeni sistemi, güneş pilinin gücünü elektrokalorik bir cihazın gücüyle birleştiriyor. Araştırmacılar güneş pilleri için esnek bir polimer kullandılar. Elektrokalorik cihaz, elektrik alanına maruz kaldığında sıcaklık değişimi sağlar. Alanın uygulanması malzemeyi ısıtır, alanın kaldırılması ise soğutur.
Wang ve meslektaşlarının geliştirdiği sistem bir tür polivinilden oluşuyor. Bu esnek malzeme, polivinilin dış kısmındaki bir güneş pilini, altındaki bir elektrokalorik cihazla birleştirerek bir yalıtkan görevi görüyor. Güneş pili güneş ışığına maruz kaldığında tam olarak kendisinden bekleneni yapar ve güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürür. Bu elektrik daha sonra elektrokalorik üniteye aktarılır; burada (sistemin soğutma modunda olduğu varsayılarak) bir elektrik alanının ortaya çıkması sistemi ısıtır. Güneş pili tarafından üretilen enerji tüm sistemin çalışır durumda kalması için yeterlidir. Fazla enerji ayrı bir enerji akümülatöründe depolanır.
Yükseltin veya indirin
Gün içinde depolanan enerji özellikle hava karardıktan sonra faydalıdır. Hava karardığında sistem, geceyi geçirmeniz için gücü otomatik olarak depolama bağlantı noktasından çeker. Hava ısındığında veya soğuduğunda ısıtma ve soğutma modları kolayca değiştirilebilir. Sistemin gücü biterse, fişi takmanıza gerek kalmaz; doğrudan güneş ışığı kullanılarak 12 saat boyunca şarj edilebilir.
Araştırmacılar, “Bu iki çalışma moduyla, ihtiyaç halinde soğutma ve ısıtma için çift yönlü olarak kontrol edilebilen termoregülasyon gerçekleştirilebilir” dedi.
Peki bir araştırmacı, bir astronot ya da zorlu bir ortamda bulunan herhangi biri bu cihazı nasıl takabilir? Wang, göğsün ön ve arka kısmına, kollara ve bacaklara ısıtma ve soğutma panelleri yerleştirilmiş bir takım elbise öneriyor. Paneller çok esnek ve hafif olduğundan, böyle bir giysi kaynayan ısıya maruz kalan bir kişinin ağırlığını taşımayacaktır.
Bu termoregülasyon teknikleri henüz mevcut olmasa da Wang, bunların zorlu ortamlarda çalışmak zorunda olanlar, hatta uzay yürüyüşü sırasında dondurucu karanlığa göğüs germek zorunda kalan astronotlar için oyunun kurallarını değiştirebileceğini umuyor.
Makale ilk olarak Ars Technica'da yayınlandı.
(Jle)
Haberin Sonu
Duyuru
Vücut ısısını düzenleyen teknik giysilerin genellikle tek bir işlevi vardır: ısıtmak veya soğutmak. Dahası, genellikle hantaldırlar ve çok fazla enerji tüketirler, dolayısıyla piller er ya da geç tükenir. Peki ya sabit bir yenilenebilir enerji kaynağıyla çalışırken ısınan ve soğuyan bir sistem olsaydı?
Çin'in Tianjin kentindeki Nankai Üniversitesi'nden Ziyuan Wang liderliğindeki bir araştırmacı ekibi bu zorluğu üstlendi. Sonuç, giysilere entegre edilebilecek esnek, güneş enerjisiyle çalışan bir sistemdir. Cildi aktif olarak ısıtıp soğutarak vücut ısısını düzenleyebilir. Üstelik 24 saat kesintisiz çalışıyor ve şarj olması için yalnızca güneş ışığına ihtiyaç duyuyor.
Ekip yakın zamanda Science dergisinde yayınlanan çalışmada, “Gerekli sürdürülebilirlik ve esnekliğin yanı sıra düşük ağırlığı elde etmek için vücut ısı yönetimi ünitesinin yüksek enerji aktarım verimliliğine ve düşük enerji tüketimine sahip olması gerekir” dedi.
Piller dahil değildir
Wang'ın yeni sistemi, güneş pilinin gücünü elektrokalorik bir cihazın gücüyle birleştiriyor. Araştırmacılar güneş pilleri için esnek bir polimer kullandılar. Elektrokalorik cihaz, elektrik alanına maruz kaldığında sıcaklık değişimi sağlar. Alanın uygulanması malzemeyi ısıtır, alanın kaldırılması ise soğutur.
Wang ve meslektaşlarının geliştirdiği sistem bir tür polivinilden oluşuyor. Bu esnek malzeme, polivinilin dış kısmındaki bir güneş pilini, altındaki bir elektrokalorik cihazla birleştirerek bir yalıtkan görevi görüyor. Güneş pili güneş ışığına maruz kaldığında tam olarak kendisinden bekleneni yapar ve güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürür. Bu elektrik daha sonra elektrokalorik üniteye aktarılır; burada (sistemin soğutma modunda olduğu varsayılarak) bir elektrik alanının ortaya çıkması sistemi ısıtır. Güneş pili tarafından üretilen enerji tüm sistemin çalışır durumda kalması için yeterlidir. Fazla enerji ayrı bir enerji akümülatöründe depolanır.
Yükseltin veya indirin
Gün içinde depolanan enerji özellikle hava karardıktan sonra faydalıdır. Hava karardığında sistem, geceyi geçirmeniz için gücü otomatik olarak depolama bağlantı noktasından çeker. Hava ısındığında veya soğuduğunda ısıtma ve soğutma modları kolayca değiştirilebilir. Sistemin gücü biterse, fişi takmanıza gerek kalmaz; doğrudan güneş ışığı kullanılarak 12 saat boyunca şarj edilebilir.
Araştırmacılar, “Bu iki çalışma moduyla, ihtiyaç halinde soğutma ve ısıtma için çift yönlü olarak kontrol edilebilen termoregülasyon gerçekleştirilebilir” dedi.
Peki bir araştırmacı, bir astronot ya da zorlu bir ortamda bulunan herhangi biri bu cihazı nasıl takabilir? Wang, göğsün ön ve arka kısmına, kollara ve bacaklara ısıtma ve soğutma panelleri yerleştirilmiş bir takım elbise öneriyor. Paneller çok esnek ve hafif olduğundan, böyle bir giysi kaynayan ısıya maruz kalan bir kişinin ağırlığını taşımayacaktır.
Bu termoregülasyon teknikleri henüz mevcut olmasa da Wang, bunların zorlu ortamlarda çalışmak zorunda olanlar, hatta uzay yürüyüşü sırasında dondurucu karanlığa göğüs germek zorunda kalan astronotlar için oyunun kurallarını değiştirebileceğini umuyor.
Makale ilk olarak Ars Technica'da yayınlandı.
(Jle)
Haberin Sonu