0906 科技|固態冷卻新技術以熱製冷 廢熱直接「變冷氣」毋須摩打

[星島綜合報道]電子產品產生的廢熱,未來或可反過來成為製冷動力。德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)與日本筑波大學研究團隊研發實驗性固態冷卻裝置,利用熱力驅動形狀記憶合金,再將產生的機械運動轉化為冷卻效果,毋須傳統電動摩打或液壓裝置驅動製冷循環。研究已刊登於《Nature Energy》。

技術採用「彈熱製冷」(elastocaloric cooling)原理。部分形狀記憶合金受到拉伸或壓縮時,晶體結構會改變並釋放熱量;散熱後解除外力,材料回復原來結構時則會吸收熱量,從而產生降溫效果。不過,過往同類系統仍需電動摩打等設備反覆拉伸材料。

研究團隊改以另一種形狀記憶合金提供動力。原型裝置由兩片極薄合金組成,包括22微米厚的鈦鎳(TiNi)薄膜,以及26.5微米厚的鈦鎳鐵(TiNiFe)薄膜。前者擔任熱力致動器,受熱後收縮並產生機械運動;後者則作為製冷材料,利用受到的機械應力及晶體相變吸收熱量。簡單而言,就是一片合金把「熱」轉成「動力」,另一片再把「動力」轉成「冷」。

實驗初期以電阻加熱TiNi薄膜,當致動器平均最高溫度達86°C時,製冷薄膜本身產生12.9 K溫差;加入熱交換器等完整裝置後,運作20個循環可維持4.0 K溫差。

團隊其後改用130°C外部固體熱源直接驅動裝置,證明毋須電阻加熱亦可運作,持續產生2.2 K溫差,冷端較起始溫度低約1°C,冷卻功率為2.09毫瓦,相當於每克活性製冷材料3.32 W。

不過,技術目前仍屬可行性驗證,毫瓦級冷卻功率及2.2 K溫差,遠不足以應付現代高功率處理器或GPU。研究的主要突破,是證明熱力本身可以驅動彈熱製冷循環;若日後能提高冷卻能力,電子設備產生的廢熱或有機會被回收,用來協助自身散熱。

圖片:Ella Maru Studio
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連續嘆冷氣30小時!女子全身抽搐送院 醫生揭1個特殊情況最危險

炎炎夏日,不少市民習慣整天待在室內嘆冷氣避暑。中國內地黑龍江一名女子日前因長時間待在完全密閉、持續開啟冷氣的房間內超過 30 個小時,陸續出現頭暈、頭痛及嘔心等不適,隨後更全身抽搐。醫生證實為室內二氧化碳濃度過高引致腦部缺氧,經吸氧兩小時後才逐漸恢復。

患者密閉房間內出現腦部缺氧 二氧化碳濃度過高誘發呼吸性鹼中毒

內地媒體報道,急診科醫生檢查後指出,患者並非因冷氣本身引致中毒,而是長時間待在密閉空間內,導致室內二氧化碳濃度持續累積、氧氣比例下降。當人體長期處於極度缺氧的環境,會誘發缺氧性腦部損傷及呼吸性鹼中毒,嚴重時更會出現四肢僵硬、抽搐甚至昏迷。衛生部門提醒,若長時間開啟冷氣卻未有保持室內空氣流通,二氧化碳濃度超標將對人體健康構成重大威脅。

一般分體式冷氣缺乏換氣功能 密閉空間人數越多二氧化碳累積越快

專家指出,一般家用分體式冷氣主要透過室內空氣循環達到降溫效果,本身無法引進室外新鮮空氣。因此真正造成健康的元凶並非冷氣,而是長時間門窗緊閉導致空氣無法流通。人體呼吸會持續消耗氧氣並排出二氧化碳,若密閉時間越長、房間面積越小或室內人數越多,室內的二氧化碳濃度攀升速度便會越快。

根據《室內空氣質素標準》,室內二氧化碳 1 小時平均濃度建議應低於 1,000 ppm。當濃度升至 1,500 至 2,000 ppm 時,多數人會出現疲倦、頭暈及反應遲鈍;若超過 3,000 ppm,更會影響中樞神經系統。相關實測數據顯示,在約 13 平方米的密閉房間內開啟冷氣,僅 30 分鐘二氧化碳濃度便由 472 ppm 飆升至 1,564 ppm,1 小時後更突破 2,088 ppm,超標逾一倍。

醫生證實為室內二氧化碳濃度過高引致腦部缺氧,經吸氧兩小時後才逐漸恢復。(中國報)

4個保命小習慣 定時開窗換氣並留少許窗縫通風

為確保吹冷氣時的飲食與生活安全,醫生及專家建議市民應養成定時通風的良好習慣:

定時開窗換氣:冷氣連續使用約 2 至 4 小時後,應開窗通風 5 至 15 分鐘;若空間較小或人數較多,應適度縮短通風間隔。

夜間保留窗縫:通宵開啟冷氣睡眠時,可將窗戶保留約 2 至 3 厘米的縫隙,促進空氣對流。

補充足夠水分:避免冷風直吹頭部與關節,並定時補充水分以維持血液循環。

注意設備局限:空氣清新機僅能過濾懸浮微粒,無法降低二氧化碳濃度,故不能取代開窗換氣。

資料來源:中國報

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夏天睡眠應開幾度冷氣?專家揭1部位夠涼最關鍵 睡前這樣呼吸半分鐘即降溫

天氣越來越熱,相信不少人睡覺時都已開冷氣。有專家提醒,冷氣溫度應以1部位感到涼快為優先,否則可能令身體無法真正休息。專家又提供多個幫助入睡、提升睡眠質素的建議,包括半分鐘降溫呼吸法,讓大家在炎炎夏日可一覺好眠。

夏天睡眠應開幾度冷氣?專家揭1部位夠涼最關鍵

根據日媒《MBS》報道,東京疲勞與睡眠診所院長梶本修身,睡覺最重要是放鬆大腦,因為大腦是全身產熱最多的部位,它也是自主神經系統所在地,因此讓大腦降溫及休息,才能讓身體也得到休息。人們在夏季可能會感覺更疲勞,是因為大腦需要發出「讓身體出汗」等很多複雜的指令,當大腦疲累,於是人就會覺得累。所以即使在睡覺時,保持大腦涼爽也很重要。

不過,梶本修身表示,大腦和身體感到舒適的溫度是存在「溫差」的。對大腦來說,感到舒適的室溫約為23°C,而身體則在26°C左右。為了確保炎熱夏天「有覺好瞓」,他建議取一個中間值,睡覺時保持冷氣開啟,並把冷氣溫度設定在24-25°C就為適合,並將定時器調校到早上才自動關掉冷氣。

不過,如果身體發冷發抖也會睡不好,所以重點是讓頭部降溫,讓身體暖和起來。方法就是蓋上被子睡覺,有需要時在夏天也可以使用冬天的厚被褥。

睡前這樣呼吸 為大腦降溫易入睡

給大腦降溫的最佳方法是甚麼?梶本修身指,大腦的自主神經中樞位於鼻腔附近,因此最有效的降溫就是用鼻子呼吸清涼的空氣。洗澡洗到滿臉通紅覺得暈,是因為浴室溫度很高,透過鼻子吸入的空氣也會變熱,令大腦升溫,離中暑只有一步之遙;鼻塞時可能會感到頭暈,也是因為無法給自己降溫。對此,他推介1招「鼻子呼吸大腦降溫法」:

  1. 先用鼻子緩慢吸氣3秒鐘。
  2. 然後忍住呼吸4秒鐘。
  3. 再用嘴巴慢慢吐氣5秒鐘。
  4. 在涼爽的房間裡重複3次,有助大腦降溫。

7招促入眠提升睡眠質素 一覺睡天光

除了調校冷氣溫度及呼吸降溫法,梶本修身也提出了一些能夠促進睡眠的建議,包括睡前和睡覺時要注意的細節:

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夏天想睡得好7個小貼士:

  • 即使在夏天,睡覺時也最好穿長袖長褲。如果流汗後沒有衣物吸汗,汗水就無法蒸發,也就無法調節體溫。最好穿吸濕速乾的衣服來吸收汗水。
  • 雙腳冰冷可能會穿襪子睡覺,但它們會阻止汗水從腳底排出,所以並不建議,改為穿上保暖腿套是不錯的選擇。
  • 不要用電風扇直接吹身體,就算使用旋轉功能,也只能吹到身體的一側。雖然只有一側覺得涼快,也會令身體誤會,繼而關閉全身汗腺,妨礙正常調節體溫,最終就可能導致失眠。建議開冷氣時,使用電風扇來循環空氣,但不要直接吹在身上。
  • 睡覺時,將睡房的燈光調校至「完全黑暗」。
  • 差不多睡覺時,將客廳的燈逐漸調暗,例如調較至暖光模式或間接照明。
  • 洗澡後就不要使用智能手機,也最好避免帶手機浸浴,因為長時間浸浴會使大腦發熱。
  • 睡前不要喝酒,因為會使睡眠變淺。

資料來源:《MBS》

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男子開冷氣忽略1事 感染惡菌染白半邊肺 致死率可達15%|附預防惡菌貼士

 

天氣開始炎熱,不少人晚上都會開冷氣睡覺,但吹冷氣竟暗藏致命風險?中國內地一名男子在家吹冷氣後,出現發燒等症狀誤以為感冒,求醫後發現左肺變白,證實感染一種惡菌,病因竟與他開冷氣時忽略1事有關?

男子發燒揭左肺變白染惡菌 竟因常開冷氣惹禍?

綜合中國內媒報道,成都一名男子因天氣炎熱連續3日開冷氣降溫,隨後出現肌肉痠痛、頭痛、發燒和咳嗽等症狀。起初他誤以為是冷氣導致的普通感冒,自行服用感冒藥卻未見改善,症狀反而持續惡化,家屬遂將其送往送往成都市第五人民醫院感染性疾病科求醫。

醫生為他進行胸部電腦斷層掃描後發現,他左肺已出現大範圍白色陰影,面積將近半邊肺部。其後,透過肺泡灌洗液進行檢測,最終確診他患上退伍軍人病。

退伍軍人病有何症狀? 甚麼人易患退伍軍人病?

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為何開冷氣會致退伍軍人病?

成都市第五人民醫院感染性疾病科主任許曉梅指出,退伍軍人病主要由退伍軍人桿菌引起,這類細菌於水中和潮濕的環境中滋生。夏季炎熱潮濕的氣候條件,更為其提供了絕佳繁殖環境。常用的空調、熱水器、淋浴設備、供水管道及溫泉設施等,都可能成為病菌溫床。

此外,這類病菌主要是透過冷氣、熱水器等設備排出的水霧傳播,經人體吸入後即可能引發呼吸道感染。退伍軍人病的病情進展迅猛,致死率相對較高,尤其對免疫力低下的人威脅更大。如患者不獲及時治療,致死率甚至可達15%。

據了解,該男子家中冷氣機已閒置近一年未使用,此次啟用前亦未進行清洗,導致埋下患病的伏線,而定期清洗冷氣與保持通風是預防退伍軍人病的重要措施。

甚麼情況易感染退伍軍人病?會出現甚麼症狀?

據香港衞生署資料顯示,由退伍軍人桿菌引起的退伍軍人病,可在不同水源環境裏生存,特別適合在攝氏20至45度的温水中生長。因此水缸、冷熱水系統、冷卻水塔、按摩池、噴水池、加濕器和家居呼吸道醫療器材等亦是滋生退伍軍人桿菌的高危地方。

患者有可能因為吸入由人工製水系統釋出的受污染水點和霧氣,或在處理花園土壤、堆肥和培養土時染上退伍軍人病。一般而言,退伍軍人病不會透過人與人之間的接觸或飲食而傳播。

•發燒、咳嗽、呼吸困難、疲倦

•頭痛、肌肉疼痛、腹痛、腹瀉

•神經系統病徵(如精神錯亂)、呼吸衰竭

•有部份受退伍軍人桿菌感染的患者,可能只會出現短暫和自行減退的發熱病徵,這類非肺炎性的情況稱為「龐蒂亞克熱」。

退伍軍人病高危一族 6類人易受感染

衞生署又指,任何人士都有可能患上退伍軍人病,但有6大組別人士患病風險較高:

•男性

•50歲以上人士

•吸煙人士

•酗酒人士

•免疫力較弱的人士,尤其患有長期病(如癌症、糖尿病、慢性肺病或腎病)

•服用類固醇或免疫抑制藥物的患者

此外,以下5種情況也可能會增加患上退伍軍人病風險:

•供水系統保養欠佳

•居所的供水設施為舊式系統

•居住在冷卻水塔或噴水池附近

•使用電熱水器、按摩池或溫泉

•近期曾在酒店或船隻內逗留

如何有效預防退伍軍人病?

衞生防護中心表示,要減低患退伍軍人病,市民應該採取以下方法:

•保持良好的個人衞生。

•保持均衡飲食、恆常運動、充足休息、避免過度緊張、不要吸煙和避免飲酒,以增強身體的抵抗力。

•定期或按製造商建議的次數,為水龍頭及花灑頭的隔濾器進行檢查、清潔、除垢及消毒。

•如果食水系統保養妥善,毋須安裝家庭式濾水器。濾水器很容易發生堵塞,從而令微生物滋生,因此並不建議使用。若選擇使用濾水器,孔徑大小應為0.2微米,並必須按照製造商的建議定期更換濾芯。

•至少每季排走大廈水缸的存水一次,並清洗水缸。

•應每星期或在使用前,為不常使用的出水口(如水龍頭、淋浴噴頭和熱水出水口等)及喉管內有水滯留的地方進行排水或沖洗最少 1 分鐘。

•使用和保養家居呼吸道醫療器材時,須諮詢和跟從醫生的專業意見,並只可使用無菌水(不是蒸餾水或來自水龍頭的食水)清洗和注入容器。應按照製造商的指示定期清洗及保養器材。清洗/消毒後,應用無菌水、煮沸後剛冷卻的食水或經0.2微米孔徑過濾過的水沖洗器材。切勿讓器材儲存積水;每日要傾倒盛水器內的水,然後抹乾容器的所有表面,並且換水。

•在處理花園土壤、堆肥和培養土時,應採取以下預防措施:包括戴上手套及口罩;使用低水壓灌溉花園和堆肥;慢慢開啓培養土的包裝袋,並確保開口遠離面部;替盆栽移盆時可將泥土弄濕,以免塵土飛揚;避免在通風較差的環境中工作,如密封的温室,最後要徹底清洗雙手。

•此外,免疫力弱的人士應:使用無菌水或經煮沸的水作飲用、刷牙及漱口用途;避免使用加濕器或其他可產生霧氣的設備;如要使用加濕器或其他可產生霧氣的設備,應使用無菌水或煮沸後剛冷卻的食水,而不應直接從水龍頭注水入盛水器內。此外,應按照製造商的指示定期清洗及保養加濕器/設備。不要讓加濕器/設備儲存積水;每日要傾倒盛水器內的水,然後抹乾容器的所有表面,並且換水。

資料來源:成都商報紅星新聞、衞生署

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