#脑卒中正确康复锻炼[超话]##脑卒中正确康复锻炼##脑卒中##中风##脑梗##脑出血##偏瘫康复训练##糖尿病##糖尿病[超话]##联合国糖尿病日##世界糖尿病日# 11月14日世界糖尿病日，在今天我们一起关注这一全球性公共卫生问题
2017年国际糖尿病联盟发布的全球糖尿病地图数据显示，全球共有4.25亿成人（20-79岁）糖尿病患者，而中国成人糖尿病患者数量高达1.14亿，位居世界第一，占全球总数的1/4以上。并且，中国糖尿病患病率10.7%，明显高于全球水平（8.8%）。要知道糖尿病在40年之前还是少见病，发病率只有0.67%，中国的糖尿病防治工作任重而道远。
简单了解一下糖尿病
糖尿病大家都很熟悉，是由遗传因素和环境因素相互作用所致的、以持续性血糖升高为特征的全身代谢性疾病。分为1型糖尿病、2型糖尿病、特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病。我国糖尿病患者以2型糖尿病为主, 占90.0%以上，1型糖尿病约占5.0%，其他类型(妊娠糖尿病等)约占5.0%。
糖代谢状态分类（WHO1999）
糖代谢分类 静脉血浆葡萄糖（mmol/L）
空腹血糖
糖负荷后2h血糖
正常血糖
<6.1
<7.8
空腹血糖受损（IFG）
≥6.1,<7.0
<7.8
糖耐量异常（IGT）
<7.0 ≥7.8,<11.1
糖尿病
≥7.0 ≥11.1
注：IFG和IGT统称为糖调节受损，也称糖尿病前期。
糖尿病有哪些主要的危险因素
年龄
2007~2008年调查中60岁以上的老年人糖尿病患病率在20%以上, 比20~30岁人群患病率高10倍。在调整其他因素后, 年龄每增加10岁糖尿病的患病率提高68%。
肥胖
2013年按体质指数 (BMI) 分层显示，BMI<25 者糖尿病患病率为7.8%、25 ≤ BMI<30 者患病率为 15.4%，BMI ≥ 30者患病率为 21.2%。
膳食结构不合理
经济发达地区的糖尿病患病率明显高于不发达地区，很大一部分原因是现代生活方式的改变，体力劳动减少，饮食结构中脂肪摄入比例增加，并且低摄入全谷物和高摄入精制谷物是中国糖尿病的主要膳食危险因素。
高血压
我国门诊就诊的 2型糖尿病患者中约 30% 伴有高血压。一方面高血压是糖尿病的主要危险因素之一，另一方面高血压又是糖尿病的常见并发症之一，发病率高达30%-80%。糖尿病是心、脑血管疾患的独立危险因素。与非糖尿病人群相比，糖尿病患者发生心、脑血管疾病的风险增加2~4倍。糖尿病并发症是糖尿病患者致残、致死的主要原因，相应的会造成一定的功能障碍。常见的有视力障碍、肾功能障碍、心血管功能障碍、肢体运动障碍、心理障碍等，所以糖尿病的康复意义重大。
糖尿病的康复治疗
糖尿病的康复治疗强调早期、长期、综合、个体化治疗。在开展治疗前要先对患者的代谢指标、运动耐力、生活方式、功能障碍等进行系统的评估，然后再制定个体化康复方案。
饮食疗法
制定个体化能量平衡计划，既要维持理想体重，又要满足不同情况下的营养需求。超重或肥胖的糖尿病患者，应减轻体重，不推荐2型糖尿病患者长期接受极低能量营养治疗。脂肪、蛋白质、碳水化合物的合理搭配，提高膳食纤维摄入，限盐限酒禁烟、控制糖分的摄入，不喝含糖饮料。
运动疗法
运动有利于提升胰岛素敏感性，同时提高机体对葡萄糖的利用率，有助于改善患者血糖水平，减少并发症的发生。
糖尿病患者运动疗法必须在医师的指导下进行，运动前要进行必要的评估，有各种并发症的患者禁止运动。在运动的时候应遵循循序渐进原则，同时密切关注血糖、尿糖及症状的变化，及时调整训练方案。注意要在严格控制饮食的基础上进行。传统的运动方案多以有氧运动为主，但是抗阻训练在增加肌肉力量，提高血糖控制等方面也有重要作用，所以也有观点认为有氧运动与抗阻运动相结合对糖尿病病情稳定及康复更为有益。
适宜的运动方式有：
步行、慢跑、游泳、阻力自行车、有氧体操等，注意运动强度，运动时长可从10分钟开始，循序渐进增加至30-40分钟，避免空腹运动，餐口1-2小时段运动效果较好，建议每周运动3-4次。
药物治疗
糖尿病的饮食疗法和运动疗法是控制2型糖尿病高血糖的基本措施，在此基础上还应根据血糖水平及并发症情况灵活选择降糖药。降糖药主要包括口服降糖药、胰岛素和胰岛素类似物。
糖尿病教育
糖尿病是一种长期慢性疾病，患者日常行为和自我管理能力是糖尿病控制与否的关键之一，糖尿病教育的主要内容有糖尿病基本知识，个体化生活方式干预措施、饮食指导、运动指导，胰岛素治疗及规范注射胰岛素注射技术、血糖监测、基本护理知识、特殊情况应对措施等。
除以上之外，血糖监测也很重要，其不仅有助于指定合理的降糖方案，还可以反应降糖治疗的效果并指导治疗方案的调整。
全国1亿多人的“甜蜜烦恼”，应对起来并不简单，需要我们一起努力，早日打赢抗糖攻坚战！
2017年国际糖尿病联盟发布的全球糖尿病地图数据显示，全球共有4.25亿成人（20-79岁）糖尿病患者，而中国成人糖尿病患者数量高达1.14亿，位居世界第一，占全球总数的1/4以上。并且，中国糖尿病患病率10.7%，明显高于全球水平（8.8%）。要知道糖尿病在40年之前还是少见病，发病率只有0.67%，中国的糖尿病防治工作任重而道远。
简单了解一下糖尿病
糖尿病大家都很熟悉，是由遗传因素和环境因素相互作用所致的、以持续性血糖升高为特征的全身代谢性疾病。分为1型糖尿病、2型糖尿病、特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病。我国糖尿病患者以2型糖尿病为主, 占90.0%以上，1型糖尿病约占5.0%，其他类型(妊娠糖尿病等)约占5.0%。
糖代谢状态分类（WHO1999）
糖代谢分类 静脉血浆葡萄糖（mmol/L）
空腹血糖
糖负荷后2h血糖
正常血糖
<6.1
<7.8
空腹血糖受损（IFG）
≥6.1,<7.0
<7.8
糖耐量异常（IGT）
<7.0 ≥7.8,<11.1
糖尿病
≥7.0 ≥11.1
注：IFG和IGT统称为糖调节受损，也称糖尿病前期。
糖尿病有哪些主要的危险因素
年龄
2007~2008年调查中60岁以上的老年人糖尿病患病率在20%以上, 比20~30岁人群患病率高10倍。在调整其他因素后, 年龄每增加10岁糖尿病的患病率提高68%。
肥胖
2013年按体质指数 (BMI) 分层显示，BMI<25 者糖尿病患病率为7.8%、25 ≤ BMI<30 者患病率为 15.4%，BMI ≥ 30者患病率为 21.2%。
膳食结构不合理
经济发达地区的糖尿病患病率明显高于不发达地区，很大一部分原因是现代生活方式的改变，体力劳动减少，饮食结构中脂肪摄入比例增加，并且低摄入全谷物和高摄入精制谷物是中国糖尿病的主要膳食危险因素。
高血压
我国门诊就诊的 2型糖尿病患者中约 30% 伴有高血压。一方面高血压是糖尿病的主要危险因素之一，另一方面高血压又是糖尿病的常见并发症之一，发病率高达30%-80%。糖尿病是心、脑血管疾患的独立危险因素。与非糖尿病人群相比，糖尿病患者发生心、脑血管疾病的风险增加2~4倍。糖尿病并发症是糖尿病患者致残、致死的主要原因，相应的会造成一定的功能障碍。常见的有视力障碍、肾功能障碍、心血管功能障碍、肢体运动障碍、心理障碍等，所以糖尿病的康复意义重大。
糖尿病的康复治疗
糖尿病的康复治疗强调早期、长期、综合、个体化治疗。在开展治疗前要先对患者的代谢指标、运动耐力、生活方式、功能障碍等进行系统的评估，然后再制定个体化康复方案。
饮食疗法
制定个体化能量平衡计划，既要维持理想体重，又要满足不同情况下的营养需求。超重或肥胖的糖尿病患者，应减轻体重，不推荐2型糖尿病患者长期接受极低能量营养治疗。脂肪、蛋白质、碳水化合物的合理搭配，提高膳食纤维摄入，限盐限酒禁烟、控制糖分的摄入，不喝含糖饮料。
运动疗法
运动有利于提升胰岛素敏感性，同时提高机体对葡萄糖的利用率，有助于改善患者血糖水平，减少并发症的发生。
糖尿病患者运动疗法必须在医师的指导下进行，运动前要进行必要的评估，有各种并发症的患者禁止运动。在运动的时候应遵循循序渐进原则，同时密切关注血糖、尿糖及症状的变化，及时调整训练方案。注意要在严格控制饮食的基础上进行。传统的运动方案多以有氧运动为主，但是抗阻训练在增加肌肉力量，提高血糖控制等方面也有重要作用，所以也有观点认为有氧运动与抗阻运动相结合对糖尿病病情稳定及康复更为有益。
适宜的运动方式有：
步行、慢跑、游泳、阻力自行车、有氧体操等，注意运动强度，运动时长可从10分钟开始，循序渐进增加至30-40分钟，避免空腹运动，餐口1-2小时段运动效果较好，建议每周运动3-4次。
药物治疗
糖尿病的饮食疗法和运动疗法是控制2型糖尿病高血糖的基本措施，在此基础上还应根据血糖水平及并发症情况灵活选择降糖药。降糖药主要包括口服降糖药、胰岛素和胰岛素类似物。
糖尿病教育
糖尿病是一种长期慢性疾病，患者日常行为和自我管理能力是糖尿病控制与否的关键之一，糖尿病教育的主要内容有糖尿病基本知识，个体化生活方式干预措施、饮食指导、运动指导，胰岛素治疗及规范注射胰岛素注射技术、血糖监测、基本护理知识、特殊情况应对措施等。
除以上之外，血糖监测也很重要，其不仅有助于指定合理的降糖方案，还可以反应降糖治疗的效果并指导治疗方案的调整。
全国1亿多人的“甜蜜烦恼”，应对起来并不简单，需要我们一起努力，早日打赢抗糖攻坚战！
安全第一、持续迭代、标新立异，别克的电动车方法论
别克 VELITE 6 是别克品牌在国内甚至是全球范围内的首款纯电动车，同时也是上汽通用拿出的第一款真正面向大众市场的纯电动车。
10 月 12 日，上汽通用宣布，别克 VELITE 6 新增车型上市，补贴后售价 17.78 万元起。它还有了一个中文名——微蓝。而在名字之外，新款车型的最大变化是补齐续航短板——从 301KM 提升到了 410KM。
显著的升级；续航、性能
这次别克微蓝的新款车型，在电池组上有了巨大的提升。
最直观的变化就是由电池组容量提升而带来的续航里程变化，410KM 的整车续航里程达到了当前电动车的主流水平。NCM 三元锂电池组容量提升到了 52.5kw，同时电池组能量密度也有所提升，由 132Wh/kg 提升至 140Wh/kg。
除了电池组，电机的性能也有升级。微蓝 410KM 版搭载的永磁同步电机的最大功率由 85kW 升级至 110kW，最大扭矩从 255N·m 提升至 350N·m，由此让 0-50km/h 加速成绩仅需 3.6 秒。另外，别克微蓝 410KM 的这台电机功率密度为 3.5kW/kg，电机效率 95%，采用的是现在比较先进的扁铜线绕组设计。对于一辆定位家用的电动车来说，这样的动力水平已经足够日常使用了。
另一个重要改变是，别克微蓝 410KM 版全新配备了智能水循环温度管理系统。在寒冷环境下，别克微蓝通过电池加热模块迅速的提高电池冷却液温度，有效提升充电效率，保持电池温度的稳定性；在高温环境中，则通过冷却水循环使得电芯工作在一个更加舒适的温度区间。
这套智能温度管理系统还可以通过制冷剂侧的压力传感器采集制冷系统蒸发压力，配合电池冷却液温度传感器进行双重温度校验；不仅如此，其独立的电池温度控制模块，通过智能温控算法，实时精准的进行能耗分配满足乘车舱的舒适度控制；还可以通过智能温控算法可以实时监控冷却系统 NVH 表现，结合整车工况以平衡电池热管理性能和整车 NVH 性能。综合来讲，具有精准校验、精准调配、智能平衡三大特点。
至于微蓝 410KM 的续航里程是否够用？我倒觉得不用太过多纠结这个问题。从现阶段电动车的最佳使用场景来看，定位应该是城市通勤车，而市区通勤大多数人一天里程会在 50KM 上下，微蓝 410KM 的续航可以满足用车一周的工作时间通勤，还能实现周末偶尔的近郊出游。所以说，电动车续航并不是越长越好，而是在于兼顾用户出行需求和使用成本的合理性。
那么在续航长度之外，纯电动车的什么特性才是整车厂最为看重的？答案是两个字：安全。
以安全为第一要务
当一个普通消费者选购电动车时，Ta 会有怎样的心理活动？其中一种可能是：大品牌、老品牌要比新品牌更有一种「安全感」，而这种预期，反过来又会让传统车企们更重视产品的安全性能。
那么别克微蓝如何保证安全性？我们首先明确一点，在传统安全层面，我们对通用汽车这样的车企巨头不会有过多担心，所以这里所谓的「安全」，其实主要还是指电动车核心的电驱动层面。
首先，微蓝的电池组是按照通用汽车的全球标准订制的，在电芯配方、规格、封装、防护等方面均达到行业最高标准。除此之外，别克微蓝的电芯之间还布置了航天纳米级气凝胶、模组间和壳体内则布置高性能复合隔热材料，覆盖电芯级、模组级和壳体级的三重防护措施，有效提升了隔热与阻燃性能，提升电池包的一致性与安全性。
另外，在电池包本身的物理防护上，别克也是花了很大心思。微蓝采用了 3 重物理防护结构设计：高强度和超高强度钢打造的下防撞梁、双框架结构和横向多条贯穿式梁，为高压电池包提供充足的保护，从而避免碰撞中高压电池包受到碰撞、挤压。
而在对电池组的试验认证中，别克微蓝的电池组经过了包括穿刺、挤压、浸泡、火烧、过充、过放、短路等 7 重极限安全检验以及过温、碰撞、振动、温度冲击、湿热冲击、盐雾灯 13 类极限挑战，同时还通过了很多针对性的电池安全设计验证，比如车辆在高处跌落，而下方正好有凸起物，电池包不会收到损坏；比如比国标要求碰撞区域更为全面的柱撞模拟验证，保证车辆在侧面经受撞击时，电池包的安全性和稳定性。
除此之外，别克微蓝的行车关键子系统和高压系统均严格按照 SAIL D 系统安全的最高等级标准开发，相比 ASIL D 的最高功能安全等级更为全面。这里就要引出两个知识点：什么是系统安全？什么又是 ASIL D？
随着汽车系统变得越来越多样、复杂，系统失效带来的安全风险也在不断增加，怎么去预防和缓解这些风险呢？这个时候系统安全和功能安全就出现了。功能安全主要分析和解决由电子类和电气类失效带来的安全风险，系统安全除了包含功能安全外，还包含机械结构类、电化学类等的失效因素。
与系统安全相关的就是 ASIL（汽车安全完整性等级），是在进行危害分析与风险评估时，分析车辆系统的功能在不同使用场景下出现失效时可能带来的整车级危害，并通过三个参数：严重度、暴露度和可控度来定义这个危害的等级。
从 A-D 标准逐渐严格，D 就代表了最高等级。要想达到这个标准可不容易，需要同时满足多项严格条件。举个最直观的例子：ASIL D 要求系统失效率要小于 10-8/h, 发生失效的概率极低，可见要求之严格。
在系统安全的开发要求上，通用汽车还要求必须有 3 个独立的故障同时发生才可能导致系统潜在风险发生，换言之，针对每一个 ASIL D 等级的安全风险，都至少要有三重的防护和缓解措施。我们以别克微蓝为例，帮助大家理解。
比如在我们最常用的充电过程中，为了预防在充电过程中可能发生的危险，别克微蓝在两个充电口均采用了双路的温度监控，实时监控电池温度，此为第一重防护。一旦诊断电池温度异常，别克微蓝会提前通过整车控制模块和电池管理模块进行断电和停止充电的操作，这是第二重。此外，别克微蓝还会同步进行车外和车内报警，安吉星后台也会实时追踪状态，联系用户告知可能发生的危害，并帮忙拨打报警电话，最大程度保障车辆和人员安全。
文末，不妨来思考一个问题：「对于别克这样的老牌合资品牌来说，用怎样的思路去做首款电动车产品？」我想，「安全可靠」肯定是答案之一。
如果说微蓝 310KM 版本是别克在电动车市场的初探，那么微蓝 410KM 版新款车型的推出，就预示着他们攻占市场的开始。安全第一、持续迭代、标新立异，这样的产品方法论，能换来一个不错的市场表现吗？
汽车质量家：www.autoqa.cn
上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司，具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案，为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持，包括：项目的确定、设计、开发，直到材料、组件和系统的测试。此外，还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来，整合汽车行业咨询，从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累，并成功通过以品质创新，加强技术合作，孵化多家二方及三方实验室能力提升，与学术界和政府多方面协作的创新中心，促进自主创新和开放合作。
别克 VELITE 6 是别克品牌在国内甚至是全球范围内的首款纯电动车，同时也是上汽通用拿出的第一款真正面向大众市场的纯电动车。
10 月 12 日，上汽通用宣布，别克 VELITE 6 新增车型上市，补贴后售价 17.78 万元起。它还有了一个中文名——微蓝。而在名字之外，新款车型的最大变化是补齐续航短板——从 301KM 提升到了 410KM。
显著的升级；续航、性能
这次别克微蓝的新款车型，在电池组上有了巨大的提升。
最直观的变化就是由电池组容量提升而带来的续航里程变化，410KM 的整车续航里程达到了当前电动车的主流水平。NCM 三元锂电池组容量提升到了 52.5kw，同时电池组能量密度也有所提升，由 132Wh/kg 提升至 140Wh/kg。
除了电池组，电机的性能也有升级。微蓝 410KM 版搭载的永磁同步电机的最大功率由 85kW 升级至 110kW，最大扭矩从 255N·m 提升至 350N·m，由此让 0-50km/h 加速成绩仅需 3.6 秒。另外，别克微蓝 410KM 的这台电机功率密度为 3.5kW/kg，电机效率 95%，采用的是现在比较先进的扁铜线绕组设计。对于一辆定位家用的电动车来说，这样的动力水平已经足够日常使用了。
另一个重要改变是，别克微蓝 410KM 版全新配备了智能水循环温度管理系统。在寒冷环境下，别克微蓝通过电池加热模块迅速的提高电池冷却液温度，有效提升充电效率，保持电池温度的稳定性；在高温环境中，则通过冷却水循环使得电芯工作在一个更加舒适的温度区间。
这套智能温度管理系统还可以通过制冷剂侧的压力传感器采集制冷系统蒸发压力，配合电池冷却液温度传感器进行双重温度校验；不仅如此，其独立的电池温度控制模块，通过智能温控算法，实时精准的进行能耗分配满足乘车舱的舒适度控制；还可以通过智能温控算法可以实时监控冷却系统 NVH 表现，结合整车工况以平衡电池热管理性能和整车 NVH 性能。综合来讲，具有精准校验、精准调配、智能平衡三大特点。
至于微蓝 410KM 的续航里程是否够用？我倒觉得不用太过多纠结这个问题。从现阶段电动车的最佳使用场景来看，定位应该是城市通勤车，而市区通勤大多数人一天里程会在 50KM 上下，微蓝 410KM 的续航可以满足用车一周的工作时间通勤，还能实现周末偶尔的近郊出游。所以说，电动车续航并不是越长越好，而是在于兼顾用户出行需求和使用成本的合理性。
那么在续航长度之外，纯电动车的什么特性才是整车厂最为看重的？答案是两个字：安全。
以安全为第一要务
当一个普通消费者选购电动车时，Ta 会有怎样的心理活动？其中一种可能是：大品牌、老品牌要比新品牌更有一种「安全感」，而这种预期，反过来又会让传统车企们更重视产品的安全性能。
那么别克微蓝如何保证安全性？我们首先明确一点，在传统安全层面，我们对通用汽车这样的车企巨头不会有过多担心，所以这里所谓的「安全」，其实主要还是指电动车核心的电驱动层面。
首先，微蓝的电池组是按照通用汽车的全球标准订制的，在电芯配方、规格、封装、防护等方面均达到行业最高标准。除此之外，别克微蓝的电芯之间还布置了航天纳米级气凝胶、模组间和壳体内则布置高性能复合隔热材料，覆盖电芯级、模组级和壳体级的三重防护措施，有效提升了隔热与阻燃性能，提升电池包的一致性与安全性。
另外，在电池包本身的物理防护上，别克也是花了很大心思。微蓝采用了 3 重物理防护结构设计：高强度和超高强度钢打造的下防撞梁、双框架结构和横向多条贯穿式梁，为高压电池包提供充足的保护，从而避免碰撞中高压电池包受到碰撞、挤压。
而在对电池组的试验认证中，别克微蓝的电池组经过了包括穿刺、挤压、浸泡、火烧、过充、过放、短路等 7 重极限安全检验以及过温、碰撞、振动、温度冲击、湿热冲击、盐雾灯 13 类极限挑战，同时还通过了很多针对性的电池安全设计验证，比如车辆在高处跌落，而下方正好有凸起物，电池包不会收到损坏；比如比国标要求碰撞区域更为全面的柱撞模拟验证，保证车辆在侧面经受撞击时，电池包的安全性和稳定性。
除此之外，别克微蓝的行车关键子系统和高压系统均严格按照 SAIL D 系统安全的最高等级标准开发，相比 ASIL D 的最高功能安全等级更为全面。这里就要引出两个知识点：什么是系统安全？什么又是 ASIL D？
随着汽车系统变得越来越多样、复杂，系统失效带来的安全风险也在不断增加，怎么去预防和缓解这些风险呢？这个时候系统安全和功能安全就出现了。功能安全主要分析和解决由电子类和电气类失效带来的安全风险，系统安全除了包含功能安全外，还包含机械结构类、电化学类等的失效因素。
与系统安全相关的就是 ASIL（汽车安全完整性等级），是在进行危害分析与风险评估时，分析车辆系统的功能在不同使用场景下出现失效时可能带来的整车级危害，并通过三个参数：严重度、暴露度和可控度来定义这个危害的等级。
从 A-D 标准逐渐严格，D 就代表了最高等级。要想达到这个标准可不容易，需要同时满足多项严格条件。举个最直观的例子：ASIL D 要求系统失效率要小于 10-8/h, 发生失效的概率极低，可见要求之严格。
在系统安全的开发要求上，通用汽车还要求必须有 3 个独立的故障同时发生才可能导致系统潜在风险发生，换言之，针对每一个 ASIL D 等级的安全风险，都至少要有三重的防护和缓解措施。我们以别克微蓝为例，帮助大家理解。
比如在我们最常用的充电过程中，为了预防在充电过程中可能发生的危险，别克微蓝在两个充电口均采用了双路的温度监控，实时监控电池温度，此为第一重防护。一旦诊断电池温度异常，别克微蓝会提前通过整车控制模块和电池管理模块进行断电和停止充电的操作，这是第二重。此外，别克微蓝还会同步进行车外和车内报警，安吉星后台也会实时追踪状态，联系用户告知可能发生的危害，并帮忙拨打报警电话，最大程度保障车辆和人员安全。
文末，不妨来思考一个问题：「对于别克这样的老牌合资品牌来说，用怎样的思路去做首款电动车产品？」我想，「安全可靠」肯定是答案之一。
如果说微蓝 310KM 版本是别克在电动车市场的初探，那么微蓝 410KM 版新款车型的推出，就预示着他们攻占市场的开始。安全第一、持续迭代、标新立异，这样的产品方法论，能换来一个不错的市场表现吗？
汽车质量家：www.autoqa.cn
上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司，具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案，为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持，包括：项目的确定、设计、开发，直到材料、组件和系统的测试。此外，还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来，整合汽车行业咨询，从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累，并成功通过以品质创新，加强技术合作，孵化多家二方及三方实验室能力提升，与学术界和政府多方面协作的创新中心，促进自主创新和开放合作。
神奇！制冷只需“扭一扭”
2019-10-11 16:28:24 来源: 科技日报 作者: 陈曦
“扭热制冷”中，对橡胶纤维加捻会生成不同的结构：加捻、部分螺旋、全部螺旋、和超螺旋。（图一）
更加高效、节能、绿色、便携的制冷方式是人类不懈探索的方向。10月11日在线出版的《科学》（Science）杂志刊文，报道了中国南开大学与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校的一支国际联合研究团队研获的一种柔性制冷新策略——“扭热制冷”。他们发现，改变纤维内部的捻度可以实现降温。由于制冷效率更高、体积更小且适用于天然橡胶、钓鱼线以及镍钛合金等多种普通材料，基于这种方法制成的“扭热冰箱”也变得前景可期。
这项发现来自于南开大学药物化学生物学国家重点实验室、药学院、功能高分子教育部重点实验室刘遵峰教授团队与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校教授、南开大学杨石先讲座教授雷·鲍曼(Ray H.Baughman)团队的合作研究。
新技术体积更小 制冷效率更高
根据国际制冷研究机构的数据统计，目前世界上使用空调和冰箱制冷消耗的电能约占全球电能损耗的20%。如今被广泛应用的空气压缩原理制冷，其卡诺效率一般低于60%。传统的冰箱在制冷过程释放出的气体正在加剧地球变暖。随着人类对制冷需求的增加，探索新型制冷理论和方案，进一步提高制冷效率，降低成本并减小制冷设备的尺寸，成为当务之急。
早在十九世纪早期就已经被发现，天然橡胶橡皮筋拉伸会发热，缩回后温度会降低，这种现象叫“弹热制冷”。但是，要得到较好的制冷效果，需要预先将橡胶拉伸至自身长度的6到7倍，然后缩回去。这意味的制冷需要很大的体积。而且，目前“弹性制冷”的卡诺效率比较低，通常只有约32%。能否开发出新的方法进行制冷，来提高效率、减小体积是困扰科研人员的难题。
研究人员将纤维状的橡胶弹性体两端固定，然后从一端旋转加捻，使其形成一种超螺旋结构。将橡胶纤维拉长一倍（100%应变），随后快速释放。研究人员发现，该橡胶纤维的温度可降低15.5摄氏度。
“这一结果高于使用‘弹热制冷’技术的降温：拉长7倍的橡胶收缩降温为12.2摄氏度。如果将伸长和加捻均释放，该‘扭热制冷’降温可达16.4摄氏度。”刘遵峰说，获得相同降温效果的情况下，“扭热制冷”的体积仅为“弹热制冷”的2/7，“扭热制冷”的卡诺效率可达67%，从而节省更多电能，降低制冷成本。
“扭热制冷”过程中，天然橡胶纤维显示的温度变化。（图二）
钓鱼线也行 制冷材料更普通
研究人员介绍，橡胶作为“扭热制冷”材料，还有还有很多空间可以改进。比如，橡胶质地较软，需要捻很多圈才能获得比较明显的降温，其传热速度较慢，还需要考虑材料的反复使用、耐久性等问题。因此，探索其他“扭热制冷”材料成为研究团队的一个重要突破方向。
“有趣的是，我们发现，‘扭热制冷’方案也适用于钓鱼线、纺织线。之前，人们并没有意识到这些普通的材料可以用来进行制冷。”刘遵峰说。
研究人员先将这些刚性高分子纤维加捻并形成螺旋结构。这种螺旋结构的高分子纤维也曾被用来制备强劲的“人工肌肉”。拉伸该螺旋可以升温，螺旋缩回后温度降低。
实验发现，使用“扭热制冷”技术，聚乙烯编织线可以产生5.1摄氏度的降温，而直接拉伸/释放该材料却几乎观察不到温度变化。“这种聚乙烯纤维的‘扭热制冷’原理是在拉伸-收缩过程中，螺旋内部捻度降低，从而导致能量的变化。”刘遵峰说，这些比较坚硬的材料，比橡胶纤维更为耐久，而且在拉伸很短的情况下，降温幅度也超过橡胶。
用于“扭热制冷”的钓鱼线。（图三）
研究人员还发现，将“扭热制冷”技术应用于强度更大、传热更快的镍钛形状记忆合金时，制冷效果更佳，且只需要加入较低的捻度，就会获得比较大的降温。
研究人员将四根镍钛合金丝放在一起加捻，解捻后最大降温点可达20.8摄氏度，整体平均降温也可达到18.2摄氏度。“这要略高于使用‘弹热制冷’技术获得的17.0摄氏度降温。一个制冷周期，只需要30秒左右。”刘遵峰说。
“反扭热制冷”效应和“扭热制冷”变色
一般情况下的使用钓鱼线的“扭热制冷”现象为：拉伸升温、收缩降温。“通过使用相反的加捻和螺旋方向，我们可以实现拉伸制冷。这种现象很奇特。”雷·鲍曼说。
将纤维加捻后绕成螺旋，如果纤维的加捻方向与制备的螺旋方向相反，可以制成“反向螺旋”。与常规的“扭热制冷”效应不同，这种“反向螺旋”结构的橡胶弹性体和鱼线，在拉伸下会降温，这种新奇的现象称为“反扭热制冷”效应。
“扭热制冷”中的另外一个特殊现象是纤维不同部位呈现不同的温度（在红外成像仪中，会发现升温会显示为红色，降温显示为蓝色）。这是由于纤维加捻产生的螺旋沿纤维长度方向的周期性分布所致。
“扭热制冷”的周期性温度分布。具有螺旋结构天然橡胶纤维被拉伸后（上图）和释放拉伸后（下图）的红外图像和光学图像。红色表示加热，蓝色表示降温。（图四）
研究人员将镍钛合金丝表面涂覆热致变色涂料，可以制成“扭热制冷”变色纤维。在加捻和解捻的过程中，该纤维会发生可逆的颜色变化。“它可用作新型传感元件，对纤维捻度进行远程光学测量。比如，通过使用肉眼观察颜色的变化，就可以知道远处的材料转了几圈，这是一种非常简易的传感器。”刘遵峰说，基于“扭热制冷”原理一些纤维也可用于智能变色织物。
利用“扭热制冷”实现颜色变化的纤维。表面涂覆有热致变色涂料的镍钛合金丝加捻和解捻后的颜色变化图像。（图五）
扭热冰箱商业化仍有挑战
基于“扭热制冷”技术，研究人员制作了一个冰箱模型，可以对流动的水进行降温。他们使用三根镍钛合金丝作为制冷材料，每厘米旋转0.87圈，可以获得7.7摄氏度的降温。
“扭热制冷”的冰箱模型。使用镍钛合金丝或弹性体纤维的“扭热制冷”装置可以对流水进行降温。（图六）
“这些初步的发现距离‘扭热冰箱’的商业化依然有很长的路要走，也存在很多机遇与挑战”，雷·鲍曼说，“这些挑战包括，开发新型的器件与材料以提高循环使用寿命，合理利用输入功以提高效率。潜在的机遇包括，除使用商业化的现有材料，进一步优化‘扭热制冷’材料，获得最佳的性能”。
刘遵峰认为，该研究发现的这种新型制冷技术，为制冷领域扩充了一个新的板块。将为降低制冷领域能源损耗提供一种新的途径。
2019-10-11 16:28:24 来源: 科技日报 作者: 陈曦
“扭热制冷”中，对橡胶纤维加捻会生成不同的结构：加捻、部分螺旋、全部螺旋、和超螺旋。（图一）
更加高效、节能、绿色、便携的制冷方式是人类不懈探索的方向。10月11日在线出版的《科学》（Science）杂志刊文，报道了中国南开大学与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校的一支国际联合研究团队研获的一种柔性制冷新策略——“扭热制冷”。他们发现，改变纤维内部的捻度可以实现降温。由于制冷效率更高、体积更小且适用于天然橡胶、钓鱼线以及镍钛合金等多种普通材料，基于这种方法制成的“扭热冰箱”也变得前景可期。
这项发现来自于南开大学药物化学生物学国家重点实验室、药学院、功能高分子教育部重点实验室刘遵峰教授团队与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校教授、南开大学杨石先讲座教授雷·鲍曼(Ray H.Baughman)团队的合作研究。
新技术体积更小 制冷效率更高
根据国际制冷研究机构的数据统计，目前世界上使用空调和冰箱制冷消耗的电能约占全球电能损耗的20%。如今被广泛应用的空气压缩原理制冷，其卡诺效率一般低于60%。传统的冰箱在制冷过程释放出的气体正在加剧地球变暖。随着人类对制冷需求的增加，探索新型制冷理论和方案，进一步提高制冷效率，降低成本并减小制冷设备的尺寸，成为当务之急。
早在十九世纪早期就已经被发现，天然橡胶橡皮筋拉伸会发热，缩回后温度会降低，这种现象叫“弹热制冷”。但是，要得到较好的制冷效果，需要预先将橡胶拉伸至自身长度的6到7倍，然后缩回去。这意味的制冷需要很大的体积。而且，目前“弹性制冷”的卡诺效率比较低，通常只有约32%。能否开发出新的方法进行制冷，来提高效率、减小体积是困扰科研人员的难题。
研究人员将纤维状的橡胶弹性体两端固定，然后从一端旋转加捻，使其形成一种超螺旋结构。将橡胶纤维拉长一倍（100%应变），随后快速释放。研究人员发现，该橡胶纤维的温度可降低15.5摄氏度。
“这一结果高于使用‘弹热制冷’技术的降温：拉长7倍的橡胶收缩降温为12.2摄氏度。如果将伸长和加捻均释放，该‘扭热制冷’降温可达16.4摄氏度。”刘遵峰说，获得相同降温效果的情况下，“扭热制冷”的体积仅为“弹热制冷”的2/7，“扭热制冷”的卡诺效率可达67%，从而节省更多电能，降低制冷成本。
“扭热制冷”过程中，天然橡胶纤维显示的温度变化。（图二）
钓鱼线也行 制冷材料更普通
研究人员介绍，橡胶作为“扭热制冷”材料，还有还有很多空间可以改进。比如，橡胶质地较软，需要捻很多圈才能获得比较明显的降温，其传热速度较慢，还需要考虑材料的反复使用、耐久性等问题。因此，探索其他“扭热制冷”材料成为研究团队的一个重要突破方向。
“有趣的是，我们发现，‘扭热制冷’方案也适用于钓鱼线、纺织线。之前，人们并没有意识到这些普通的材料可以用来进行制冷。”刘遵峰说。
研究人员先将这些刚性高分子纤维加捻并形成螺旋结构。这种螺旋结构的高分子纤维也曾被用来制备强劲的“人工肌肉”。拉伸该螺旋可以升温，螺旋缩回后温度降低。
实验发现，使用“扭热制冷”技术，聚乙烯编织线可以产生5.1摄氏度的降温，而直接拉伸/释放该材料却几乎观察不到温度变化。“这种聚乙烯纤维的‘扭热制冷’原理是在拉伸-收缩过程中，螺旋内部捻度降低，从而导致能量的变化。”刘遵峰说，这些比较坚硬的材料，比橡胶纤维更为耐久，而且在拉伸很短的情况下，降温幅度也超过橡胶。
用于“扭热制冷”的钓鱼线。（图三）
研究人员还发现，将“扭热制冷”技术应用于强度更大、传热更快的镍钛形状记忆合金时，制冷效果更佳，且只需要加入较低的捻度，就会获得比较大的降温。
研究人员将四根镍钛合金丝放在一起加捻，解捻后最大降温点可达20.8摄氏度，整体平均降温也可达到18.2摄氏度。“这要略高于使用‘弹热制冷’技术获得的17.0摄氏度降温。一个制冷周期，只需要30秒左右。”刘遵峰说。
“反扭热制冷”效应和“扭热制冷”变色
一般情况下的使用钓鱼线的“扭热制冷”现象为：拉伸升温、收缩降温。“通过使用相反的加捻和螺旋方向，我们可以实现拉伸制冷。这种现象很奇特。”雷·鲍曼说。
将纤维加捻后绕成螺旋，如果纤维的加捻方向与制备的螺旋方向相反，可以制成“反向螺旋”。与常规的“扭热制冷”效应不同，这种“反向螺旋”结构的橡胶弹性体和鱼线，在拉伸下会降温，这种新奇的现象称为“反扭热制冷”效应。
“扭热制冷”中的另外一个特殊现象是纤维不同部位呈现不同的温度（在红外成像仪中，会发现升温会显示为红色，降温显示为蓝色）。这是由于纤维加捻产生的螺旋沿纤维长度方向的周期性分布所致。
“扭热制冷”的周期性温度分布。具有螺旋结构天然橡胶纤维被拉伸后（上图）和释放拉伸后（下图）的红外图像和光学图像。红色表示加热，蓝色表示降温。（图四）
研究人员将镍钛合金丝表面涂覆热致变色涂料，可以制成“扭热制冷”变色纤维。在加捻和解捻的过程中，该纤维会发生可逆的颜色变化。“它可用作新型传感元件，对纤维捻度进行远程光学测量。比如，通过使用肉眼观察颜色的变化，就可以知道远处的材料转了几圈，这是一种非常简易的传感器。”刘遵峰说，基于“扭热制冷”原理一些纤维也可用于智能变色织物。
利用“扭热制冷”实现颜色变化的纤维。表面涂覆有热致变色涂料的镍钛合金丝加捻和解捻后的颜色变化图像。（图五）
扭热冰箱商业化仍有挑战
基于“扭热制冷”技术，研究人员制作了一个冰箱模型，可以对流动的水进行降温。他们使用三根镍钛合金丝作为制冷材料，每厘米旋转0.87圈，可以获得7.7摄氏度的降温。
“扭热制冷”的冰箱模型。使用镍钛合金丝或弹性体纤维的“扭热制冷”装置可以对流水进行降温。（图六）
“这些初步的发现距离‘扭热冰箱’的商业化依然有很长的路要走，也存在很多机遇与挑战”，雷·鲍曼说，“这些挑战包括，开发新型的器件与材料以提高循环使用寿命，合理利用输入功以提高效率。潜在的机遇包括，除使用商业化的现有材料，进一步优化‘扭热制冷’材料，获得最佳的性能”。
刘遵峰认为，该研究发现的这种新型制冷技术，为制冷领域扩充了一个新的板块。将为降低制冷领域能源损耗提供一种新的途径。
✋热门推荐