理大研发智能软体机械人防护衣 自动调温隔热保障工作安全
撰文: 余春树
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面对酷热天气,在高温环境下工作容易危害人体安全。理工大学时装及纺织学院副教授寿大华带领的研究团队,成功研发首款采用软体机械人纺织物料,可根据环境温度变化而自动调温的智能防护衣,同时有效隔热透气,保障高温环境下的工作安全。研究结果已于知名国际跨学科综合期刊《Advanced Science》上发表。
现时传统防护衣在正常温度下穿著容易因过热造成不适;若用于极端高温环境,其隔热效能又未必足够。为此,理大研发一款智能软体机械人防护衣,研究灵感源于自然界的仿生学,例如鸽子常利用羽毛在皮肤附近形成一层空气间隙,减少热量流失于环境中。而当温度下降时,鸽子会竖起羽毛使其变厚且蓬松,以积蓄大量静止空气,增加热阻来提高保暖效果。
团队开发的防护衣采用自动调节热温度的软体机械人纺织布,借鉴人体外骨骼排列和分布的网状结构,将软体驱动器置于防护衣内相应支撑区域。在软体驱动器中会封装无毒而且不燃的低沸点液体,当环境温度升高时,封装的液体由水态变成气态,令软体驱动器膨胀,并使纺织物料结构变厚,静止空气层因此扩大,使热阻提升一倍多。当防护衣的外表面温度达到摄氏 120 度,相比于传统热防护衣,这种低成本的智能防护衣内表面温度可降低摄氏 10 度以上。
展望未来,寿大华认为这项创新技术有望广泛应用于运动服、医疗保健服、户外装备等领域,以及作为建筑用热适应纺织隔热材料,达致节能的效果。他的团队亦扩展软体机械人服装技术的应用层面,在创新科技署和香港纺织及成衣研发中心资助下,研发出适用于低温环境或气温骤降的高透湿充气外套和保暖服,有望帮助野外遇困人士在恶劣环境中维持正常体温。