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At Sun Yat-sen University, a wireless heart-rate monitor was tested under direct sunlight with a stretchable cooling interface added to its surface. The coating lowered the device’s surface temperature by 15.5°F compared with a standard elastomer-encapsulated version, without drawing extra power. Led by Jiyu Li and Zehua Peng, the team published the results in Soft Science.
À l’Université Sun Yat-sen, un cardiofréquencemètre sans fil a été testé sous la lumière directe du soleil après l’ajout d’une interface de refroidissement extensible à sa surface. Le revêtement a abaissé la température de surface de l’appareil de 15,5 °F par rapport à un modèle standard encapsulé dans un élastomère, sans consommer d’énergie supplémentaire. Dirigés par Jiyu Li et Zehua Peng, les chercheurs ont publié leurs résultats dans Soft Science.
The material begins as one liquid mixture containing aluminum oxide microparticles and liquid metal suspended in a stretchable elastomer. As it cures, the fillers separate by density into two layers. The aluminum oxide-rich layer rises to the top and reflects 92.6 percent of incoming sunlight; the liquid-metal-rich layer sits below it and conducts heat at around 1.5 watts per meter-kelvin, moving heat away from the electronics.
Le matériau commence sous la forme d’un mélange liquide contenant des microparticules d’oxyde d’aluminium et du métal liquide en suspension dans un élastomère extensible. En durcissant, les charges se séparent selon leur densité pour former deux couches. La couche riche en oxyde d’aluminium remonte à la surface et réfléchit 92,6 % de la lumière solaire incidente ; la couche riche en métal liquide se trouve en dessous et conduit la chaleur à environ 1,5 watt par mètre-kelvin, évacuant la chaleur des composants électroniques.
On a serpentine circuit running at 200 milliwatts, the coating cut peak temperatures by up to 15.1°F indoors and 21.6°F outdoors in direct sunlight. It stretched beyond 800 percent of its original length while retaining a soft, skin-compatible feel. The researchers also reported stable performance after 1,000 stretching cycles and 100 heating-cooling cycles.
Sur un circuit en serpentin fonctionnant à 200 milliwatts, le revêtement a réduit la température maximale de jusqu’à 15,1 °F en intérieur et 21,6 °F en extérieur sous la lumière directe du soleil. Il s’est étiré à plus de 800 % de sa longueur initiale tout en conservant une texture souple et compatible avec la peau. Les chercheurs ont également fait état de performances stables après 1 000 cycles d’étirement et 100 cycles de chauffage-refroidissement.
The payoff was visible in the monitor’s data. The device used photoplethysmography, or PPG, a technique for tracking blood flow through the skin. The cooled version preserved key pulse-wave features with more than 95 percent accuracy, versus roughly 30 percent for the uncooled control, and maintained more than 80 percent accuracy after the wearer exercised. Its signal-to-noise ratio reached 19 decibels, compared with 6 decibels for the control.
Le bénéfice était visible dans les données du moniteur. L’appareil utilisait la photopléthysmographie, ou PPG, une technique permettant de suivre le débit sanguin à travers la peau. La version refroidie a préservé les principales caractéristiques de l’onde de pouls avec une précision supérieure à 95 %, contre environ 30 % pour le modèle témoin non refroidi, et a conservé une précision supérieure à 80 % après l’exercice du porteur. Son rapport signal sur bruit a atteint 19 décibels, contre 6 décibels pour le modèle témoin.
So what changes in practice? A passive coating could help skin-worn health monitors and other flexible electronics keep collecting cleaner signals during prolonged outdoor use, while avoiding a separate power demand for cooling. The researchers describe the material as a scalable option for smart clothing and wearable devices.
Qu’est-ce que cela change en pratique ? Un revêtement passif pourrait aider les moniteurs de santé portés sur la peau et d’autres composants électroniques flexibles à continuer de recueillir des signaux plus propres lors d’une utilisation prolongée en extérieur, tout en évitant de mobiliser une alimentation distincte pour le refroidissement. Les chercheurs présentent ce matériau comme une solution évolutive pour les vêtements intelligents et les appareils portables.