Le patch de refroidissement et de chauffage portable pourrait être le nouveau thermostat personnel de votre corps

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Les scientifiques ont réussi à créer un patch de peau intelligent qui peut refroidir ou réchauffer le porteur - et cela pourrait économiser des milliers de dollars en factures de services publics.

L'appareil carré de deux pouces fonctionne comme un thermostat personnalisé qui peut être utilisé à la maison, au travail ou en déplacement.


Alimenté par une batterie flexible et extensible, le patch peut envoyer des impulsions électriques chaudes et froides à n'importe quelle partie du corps, imitant le soulagement du réchauffement des mains par un feu en hiver ou des éclaboussures d'eau sur le visage en été.

Les chercheurs de l'Université de Californie à San Diego pensent que cela aidera les gens à économiser de l'argent et de l'énergie sur la climatisation et le chauffage.

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«Ce type d'appareil peut améliorer votre confort thermique personnel, que vous vous déplaciez par temps chaud ou que vous vous sentiez trop froid dans votre bureau», a déclaré le professeur Renkun Chen, directeur de l'étude, ingénieur mécanique à l'université.


Le patch décrit dans Progrès scientifiques est fait d'alliages thermoélectriques, des matériaux qui utilisent l'électricité à température modérée. Ces alliages sont soudés à de minces bandes d'électrodes en cuivre prises en sandwich entre des feuilles d'élastomère spécialement conçues pour conduire la chaleur tout en étant souples et extensibles.

L'équipe a développé les feuilles en mélangeant de la poudre de nitrure d'aluminium, un produit chimique à haute conductivité thermique, et un type de caoutchouc appelé Ecoflex.


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Le patch utilise ensuite un courant électrique pour déplacer la chaleur d'une feuille d'élastomère à l'autre, provoquant le réchauffement d'un côté du patch et le refroidissement de l'autre.

Le premier auteur Sahngki Hong, qui a travaillé sur le projet en tant que doctorant dans le laboratoire du professeur Chen, a déclaré: «Vous pouvez placer [cet appareil] sur des endroits qui ont tendance à se réchauffer ou à se refroidir plus vite que le reste du corps, comme le dos, nuque, pieds ou bras, afin de rester à l'aise lorsqu'il fait trop chaud ou trop froid. »

Les personnes utilisant l'appareil pourraient alors maintenir la température de consigne d'un bâtiment de 12 degrés plus élevée pendant l'été, par exemple, ce qui réduirait les coûts de refroidissement d'environ 70%, a déclaré Chen.


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«Si le port de cet appareil vous permet de vous sentir à l'aise dans une plage de températures plus large, vous n'aurez pas besoin de baisser le thermostat autant en été ni d'augmenter le chauffage autant en hiver», a-t-il déclaré.

Il existe une variété d'appareils de refroidissement et de chauffage personnels sur le marché, tels que des ventilateurs et des bouillottes, mais ils ne sont pas les plus pratiques à porter ou à transporter.

C’est la raison pour laquelle Chen et ses collègues ont conçu le patch pour être confortable, flexible, léger, facile à intégrer dans les vêtements et pratique à porter.

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Afin de tester la conception, les chercheurs ont intégré un prototype du patch dans un brassard en filet et l'ont testé sur un sujet masculin dans un environnement à température contrôlée. En deux minutes, il a refroidi sa peau à 89,6 degrés Fahrenheit - la gardant là alors que la température ambiante variait entre 71,6 et 96,8.

«Pour faire du refroidissement, nous avons la chaleur de pompe actuelle du côté de la peau à la couche tournée vers l'extérieur. Pour faire du chauffage, il suffit d'inverser le courant, donc les pompes à chaleur dans l'autre sens », a déclaré Chen.

Un patch consomme jusqu'à 0,2 watts de puissance. L'équipe de Chen estime qu'il faudrait 144 patchs pour créer un gilet de refroidissement. Cela utiliserait environ 26 watts au total pour garder une personne au frais lors d'une journée chaude moyenne.

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En cas de chaleur extrême, cela grimperait jusqu'à 80 watts, ce qui correspond à la consommation d'un ordinateur portable. En comparaison, un système de climatisation conventionnel utilise des dizaines de kilowatts pour refroidir un bureau entier, c'est pourquoi il est plus économe en énergie de refroidir une personne individuelle qu'une grande pièce, ont déclaré les chercheurs.

«S'il n'y a qu'une poignée d'occupants dans cette pièce, vous consommez essentiellement des milliers de watts par personne pour le refroidissement. Un appareil comme le patch pourrait réduire considérablement les factures de refroidissement », explique Chen.

L'équipe travaille actuellement sur des correctifs qui pourraient être intégrés dans un prototype de gilet de refroidissement et de chauffage. Ils espèrent commercialiser la technologie au cours des prochaines années.

«Nous avons résolu les problèmes fondamentaux. Maintenant, nous nous attaquons aux gros problèmes d'ingénierie - l'électronique, le matériel et le développement d'une application mobile pour contrôler la température », a déclaré Chen.

Soyez sûr et partagez les nouvelles intéressantes avec vos amis sur les réseaux sociaux-Photo par David Baillot / UC San Diego Jacobs School of Engineering