理大研發智能軟體機械人防護衣 自動調溫隔熱保障工作安全
撰文:余春樹
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面對酷熱天氣,在高溫環境下工作容易危害人體安全。理工大學時裝及紡織學院副教授壽大華帶領的研究團隊,成功研發首款採用軟體機械人紡織物料,可根據環境溫度變化而自動調溫的智能防護衣,同時有效隔熱透氣,保障高溫環境下的工作安全。研究結果已於知名國際跨學科綜合期刊《Advanced Science》上發表。
現時傳統防護衣在正常溫度下穿著容易因過熱造成不適;若用於極端高溫環境,其隔熱效能又未必足夠。為此,理大研發一款智能軟體機械人防護衣,研究靈感源於自然界的仿生學,例如鴿子常利用羽毛在皮膚附近形成一層空氣間隙,減少熱量流失於環境中。而當溫度下降時,鴿子會豎起羽毛使其變厚且蓬鬆,以積蓄大量靜止空氣,增加熱阻來提高保暖效果。
團隊開發的防護衣採用自動調節熱溫度的軟體機械人紡織布,借鑑人體外骨骼排列和分布的網狀結構,將軟體驅動器置於防護衣內相應支撐區域。在軟體驅動器中會封裝無毒而且不燃的低沸點液體,當環境溫度升高時,封裝的液體由水態變成氣態,令軟體驅動器膨脹,並使紡織物料結構變厚,靜止空氣層因此擴大,使熱阻提升一倍多。當防護衣的外表面溫度達到攝氏 120 度,相比於傳統熱防護衣,這種低成本的智能防護衣內表面溫度可降低攝氏 10 度以上。
展望未來,壽大華認為這項創新技術有望廣泛應用於運動服、醫療保健服、戶外裝備等領域,以及作為建築用熱適應紡織隔熱材料,達致節能的效果。他的團隊亦擴展軟體機械人服裝技術的應用層面,在創新科技署和香港紡織及成衣研發中心資助下,研發出適用於低溫環境或氣溫驟降的高透濕充氣外套和保暖服,有望幫助野外遇困人士在惡劣環境中維持正常體溫。