science >> Wetenschap >  >> Chemie

Lichtgewicht elektrische polsbandverwarmers voor constant, draagbare warmte

Een elektrisch geleidend en duurzaam garen werd op stof genaaid en werd een draagbare verwarming (hoge temperaturen aangegeven door geel en rood) wanneer een veilige spanning werd toegepast. Krediet:American Chemical Society

Terwijl de herfstkou in de Verenigde Staten inzakt, mensen halen hun knusse truien en elektrische dekens tevoorschijn, of het inslaan van draagbare warmtepakketten voor extra warmte. Maar truien en dekens zijn omvangrijk, en warmtepakketten werken maar een korte tijd. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS toegepaste materialen en interfaces een geleidende, duurzaam garen voor lichtgewicht draagbare kachels die herbruikbaar zijn en zorgen voor constante, draagbare warmte.

Lichtgewicht draagbare kachels met verwarmingselementen ingebed in de stof kunnen mensen warm houden, maar eerdere pogingen hebben geleid tot hete stijve draden of draden die niet veilig kunnen worden gewassen. Onlangs, onderzoekers hebben stof en garen behandeld met poly(3, 4-ethyleendioxythiofeen) en poly(4-styreensulfonaat). Deze flexibele coating warmde de materialen op en bleef na het wassen goed zitten. Echter, de polymeren waren niet geleidend genoeg voor persoonlijke verwarming, en sommige verbindingen die worden toegevoegd om ze meer geleidend te maken, kunnen de huid irriteren. Dus, Rawat Jaisutti en collega's wilden de twee-polymeercoating die op garen werd aangebracht, verbeteren, zodat het warmte kon verdelen bij een veilige bedrijfsspanning wanneer het in stof werd genaaid.

Als eerste stap, de onderzoekers doopten het met polymeer beklede katoengaren in ethyleenglycol, die niet irriterend is voor de menselijke huid. Toen ze spanning op het materiaal aanbrachten, het werd warmer, die lagere spanningen nodig hebben om hoge temperaturen te bereiken dan sommige eerder gerapporteerde flexibele verwarmers. Daarna waste het team behandeld garen herhaaldelijk met water of eenmaal met wasmiddel. Ze ontdekten dat, hoewel er in beide gevallen een licht verlies van geleidbaarheid was, dit verlies was beduidend minder dan een versie zonder ethyleenglycol. Eindelijk, de onderzoekers naaiden meerdere stukken van het garen in een "TU" -patroon op een stukje stof met een extra stoffen achterkant. Wanneer de kachel was aangesloten op een drie-volt voeding en bevestigd aan de pols van een persoon, de warmteverdeling in de thermische polsband was stabiel omdat deze heen en weer werd gebogen. De onderzoekers zeggen dat de polsband ook kan worden gevoed door een batterij via een extern circuit voor meer draagbaarheid.