我科研人员制备出全天候人体热管理系统

发布时间:2024-04-30 10:15:45 来源: sp20240430

  科技日报讯 (记者陈曦 通讯员李享)近日,国际期刊《科学》在线发表了南开大学科研团队的最新研究成果——仅用太阳光驱动的全天候自持续人体热管理衣物。由南开大学化学学院教授陈永胜、材料科学与工程学院教授马儒军、化学学院教授刘永胜组成的科研团队,设计、制备了一种柔性且可持续的个人体温调节系统。

  该系统能够对各种极端复杂环境下的温度变化进行快速响应。通过柔性太阳能器件,系统可用太阳光的能量驱动高效的电卡热管理器件,使人体热舒适区从22℃—28℃扩展到12.5℃—37.6℃。它还具有能耗低、效率高的特点,只需12小时的太阳光能量输入,便可实现24小时的可控和双模式体温调节。

  相对恒定的体温是维持人体正常生命活动的重要条件之一。服装在调节人体体温、保持人体热舒适度方面发挥着重要作用。在昼夜温差极大或生存环境恶劣的地区,如何安全、便捷、高效地利用衣物让体温保持在适宜的温度区间是一项值得研究的课题。

  近年来,研究人员已开发出多种体温调节系统。但是由于这些体温调节系统存在能耗较高、效率较低等问题,在没有额外能量输入的情况下,无法长时间运转。而且其有限的能量供应,不能支撑全天候和自持续的热管理调节。

  “如果可以实现在烈日下制冷,在寒夜里保暖,并且可以利用无处不在的太阳能来实现上述全天候和自持续的人体热管理,人类的生存空间将获得极大的扩展。”陈永胜说。

  研究团队基于前期在柔性太阳能、电卡以及热管理等方面取得的进展,研究设计制备了柔性太阳能电池模块和柔性电卡热管理模块。研究人员将两者有机地集成起来,制成了一种新型柔性可穿戴的主动性太阳能热管理系统,从而实现了双向主动的人体热管理。使人体在太阳光(高温)下实现降温,在黑暗(低温)中实现保暖,人可以生活的环境温度区间获得了3倍以上提升。

  同时,这种新型太阳能热管理系统还可以充分发挥有机太阳能电池和电卡热管理器件的柔性特征。将其用于衣物上,又不会影响穿着体验。

  此外,团队还基于前期在有机太阳能和电卡等方面积累的研究,开发了高效且具有主动性的双向人体柔性热管理系统。这一管理系统在体温调节领域展现了潜在的应用前景,但也有一些重要科学和技术问题有待解决,比如进一步提升能源效率,如何研发更高效率的太阳能材料器件与电卡材料器件,如何优化集成的器件结构等。

  陈永胜表示:“我们将进一步优化提升体温调节系统性能,为提高人类在极地、太空等极端恶劣环境中的生存质量作出更多的贡献。”(来源:科技日报) 【编辑:叶攀】

“为师生多办实事”(“我是党员,我在岗位”) - 20村庄村歌竞演!“村碗”创新民族文化成就草根梦

“为师生多办实事”(“我是党员,我在岗位”)

发布时间:2024-04-30 10:15:45 来源: sp20240430

吴智勇(右一)在指导教师和实习生。 琼达卓嘎摄

吴智勇正在授课。 旦增兰泽摄

开学前一周,西藏自治区拉萨市第一中学迎来了新一批援藏教师。校长吴智勇一边处理安全排查、课务调整等开学事务,一边带着新来的教师熟悉情况。

“我自己就是一名援藏教师,如何适应环境、投入工作,再熟悉不过了。”2022年5月,吴智勇主动申请援藏。进藏前,他任江苏省盐城市东台市实验中学副校长,长期从事数学教学,是江苏省“333”高层次人才培养对象、盐城市优秀班主任。由于分管学校外援工作,他常常听到援藏同事的故事。“他们干得辛苦,也很光荣。作为一名党员,我也想为援藏尽一份力量。”吴智勇说。

从黄海之滨来到海拔3600多米的拉萨,吴智勇刚刚适应低压缺氧的环境,就开始了走访调研,全面细致地了解学校各部门、各年级情况。他发现,学校教师虽然尽职尽责,但整体比较年轻,经验不足,又缺乏系统的专业发展规划和培养体系,教育理念、教学方式、评价方式等相对陈旧。

问题摸清了,工作方向就明确了。吴智勇说:“‘输血’是一时的,‘造血’是长久的。我们要做好‘传帮带’,把专业技能传授到位,把队伍培养起来,为本地留下一批优秀教师。”

吴智勇组织援藏管理团队成员、学校班子成员剖析原因,广泛征求意见,拿出了一系列实招:牵头成立校青年读书会,帮助年轻教师加强思想理论学习;发挥桥梁作用,创造条件让学校师生走出去开阔眼界,2023年共组织130名藏族学生、40余名教师赴江苏研学、培训;邀请了16名江苏专家进藏讲座、送教。

繁忙的管理工作以外,吴智勇主动承担了初二年级一个班的数学教学工作。每个学期,他都会收两到三名教师作“徒弟”,他说:“我会查看他们的教学计划、教学备课材料,尽量多听他们的课,并在课后进行辅导。”只要一有空,他还会随机听本地教师讲的数学课,课后进行交流。

“吴老师有20多年的数学教学经验,业务很强,要求又非常严格,当他的徒弟有压力。他手把手地教,我学到了很多,同学们也受益。”青年教师陈文涛是吴智勇收的第一个“徒弟”。吴智勇带着他,一起学习新课标,研究教学设计,指导他开展课题研究以及论文写作。2023年9月,陈文涛在拉萨市理科教师教学技能大赛中获得数学组第一名。

“吴校长,又有家长来找您了。”吴智勇在办公室处理工作时,时常有家长前来拜访。只要时间允许,他都会搁下手头的事,先接待家长。“教育好、照顾好孩子需要家校合作,沟通很重要。这里的家长对孩子教育很重视,我跟其他老师打过招呼,有家长找我,都请进来。”吴智勇还和家庭条件较差的两名学生开展结对帮扶,并鼓励其他援藏教师也这么做。通过做好家校沟通,他了解到许多情况。有学生因家庭变故影响了学习积极性,吴智勇便时常找他谈心,并积极和学生家长沟通,同时引导班上的同学互帮互助,最终使这名学生重新开朗起来,学习成绩也逐步提升。

在学校师生眼中,吴智勇雷厉风行,好像总是在赶时间。他说:“三年援藏,时间不算长,我想用有限的时间,为师生多办实事。”

《 人民日报 》( 2024年03月12日 19 版)

(责编:李依环、郝孟佳)