Pumpe utkane u odjeću za grijanje i hlađenje

Mnoge nosive pomoćne tehnologije temeljene na tekućini danas zahtijevaju veliku i bučnu pumpu koju je nepraktično  integrirati u odjeću. Sada su istraživači u Laboratoriju za meke pretvornike (LMTS ) na EPFL-u razvili elegantno jednostavno rješenje za ovu dilemu.

“Predstavljamo prvu pumpu na svijetu u obliku vlakna; u biti, cijevi koje stvaraju vlastiti tlak i brzinu protoka,” kaže voditelj LMTS-a Herbert Shea. "Sada možemo ušiti naše vlaknaste pumpe izravno u tekstil i odjeću, ostavljajući konvencionalne pumpe za sobom." 

LMTS-ove vlaknaste pumpe koriste princip koji se zove elektrohidrodinamika ubrizgavanja naboja (EHD) za generiranje protoka tekućine bez pokretnih dijelova. Dvije spiralne elektrode ugrađene u stijenku pumpe ioniziraju i ubrzavaju molekule posebne nevodljive tekućine. Kretanje iona i oblik elektrode stvaraju protok tekućine prema naprijed, što rezultira tihim radom bez vibracija i zahtijeva samo napajanje i bateriju veličine dlana. 

Kako bi se postigla jedinstvena struktura pumpe, istraživači su razvili novu tehniku ​​izrade koja uključuje uvijanje bakrenih žica i poliuretanskih niti zajedno oko čelične šipke, a zatim ih spaja toplinom. Nakon što se šipka ukloni, vlakna od 2 mm mogu se integrirati u tekstil koristeći standardne tehnike tkanja i šivanja.

Jednostavan dizajn pumpe ima brojne prednosti. Potrebni materijali su jeftini i lako dostupni, a proizvodni proces se može lako povećati. Budući da je količina tlaka koju generira pumpa izravno povezana s njezinom duljinom, cijevi se mogu rezati kako bi odgovarale primjeni, optimizirajući učinak uz smanjenje težine. Robusni dizajn također se može prati uobičajenim deterdžentima.

Autori su već pokazali kako se ove vlaknaste pumpe mogu koristiti u nosivim tehnologijama. Na primjer, mogu cirkulirati vruću i hladnu tekućinu kroz odjeću za one koji rade u okruženjima s ekstremnom temperaturom ili u terapeutskom okruženju kako bi pomogli u upravljanju upalom.

Studija također opisuje umjetne mišiće izrađene od tkanine i pumpe od ugrađenih vlakana, koje bi se mogle koristiti za napajanje mekih egzoskeleta koji pomažu pacijentima da se kreću i hodaju.

Pumpa bi čak mogla unijeti novu dimenziju u svijet virtualne stvarnosti simulirajući osjet temperature. U ovom slučaju korisnici nose rukavice s pumpicama napunjenim toplom ili hladnom tekućinom, što im omogućuje da osjete promjene temperature kao odgovor na kontakt s virtualnim objektom.

Znanstveni rad objavljen u časopisu Science možete pronaći na ovoj poveznici.