Se for deg at du vandrer i fjellet når en snøstorm treffer. Til tross for den varme pelsen, begynner kroppstemperaturen å synke. Men frykt ikke. Temperatursensorer i pelsen føler at du blir kaldere og aktiverer varmeelementer innebygd i stoffet. Perfekt toasty, fortsetter du turen.
Høres ut som en smart idé, ikke sant? Hvorfor er det ikke en realitet? Kort sagt, batterier. Batteriteknologi har ikke avansert så raskt som bærbar teknologi, noe som betyr at wearables - smartur, treningssykdommer, kledebelagte medisinske sensorer - må enten være utstyrt med voluminøse batterier eller koblet til lading med jevne mellomrom.
Nå har forskere i Storbritannia en ny utvikling som kan føre til en løsning: en fleksibel, batterilignende enhet laget av grafen som kan skrives direkte på nesten hva som helst.
"Du kan skrive ut batteriene på et fleksibelt underlag som tekstiler, " sier Mohammad Nazmul Karim, stipendiat ved National Graphene Institute ved University of Manchester. "Og det kan lades veldig raskt."
Enhetene, som nylig er beskrevet i tidsskriftet 2D Materials, er teknisk sett ikke batterier, men superkondensatorer, som lagrer energi på overflatene deres ved statisk ladning. De kan lades ekstremt raskt sammenlignet med batterier - på sekunder, snarere enn minutter eller timer - og mister ikke energilagringsevnen over tid, selv etter millioner og millioner av ladninger.
Superkondensatorene utviklet av Karim og teamet hans er laget av grafen, et todimensjonalt gitter av karbon som bare er et tykt atom. Forskerne brukte en grunnleggende silketrykkteknikk for å trykke en fleksibel superkapacitor av grafenoksydblekk på bomullsstoff. Stoffet kan bæres, strekkes og til og med kastes i vasken uten å ødelegge superkapacitorns ladeevner.
"Hvis du har et stykke stoff og bruker grafen på det stoffet, gjør det ikke bare det ledende, det gjør det også sterkere, " sier Karim.
Grafen kan strekkes opptil 20 prosent større enn den opprinnelige størrelsen uten å bryte. Dette er en av grunnene til at det er ansett som så lovende for bærbare deler som trenger å bevege seg med kroppen.
Teamets opprinnelige mål er å bruke grafen-superkapasitorer for medisinske sensorer: bærbare hjerteskjermer, temperatursensorer og EEG-sensorer for å overvåke søvn og andre hjerneaktiviteter. Dette kan skje på så lite som to eller tre år, anslår Karim. Andre bruksområder - klær for mobiltelefonen din, bærbare datamaskiner, til og med den temperaturstabiliserende jakken jeg beskrev - vil være betydelig lenger nede i veien.
Bærbar teknologi - alt fra smartur til treningssykdommer til bærbare kameraer til kledebelagte medisinske sensorer - er big business. En fersk analyse fra CCS Insight antyder at industrien vil være verdt rundt 34 milliarder dollar innen 2020. Men lading har vært et konstant problem for bærbare utviklere. Ingen ønsker å ta av armbåndet for å lade midt på dagen. Så letingen etter bedre batterier og alternative ladeløsninger har pågått i mange år. Mange selskaper har brukt trådløs lading som fremtidens bølge for bærbare klær - du kan bare gå inn på kjøkkenet ditt og få enheten ladet av en trådløs lader på veggen mens du lager middag, uten å ta den av. Men teknologien er fremdeles veldig under utvikling, og forbrukerne har vært treg til å varme seg til de relativt trege og dyre trådløse laderne på markedet så langt.
Karim advarer om at grafen heller ikke er sølvkule.
"Det er mye hype rundt grafen, og vi må være forsiktige, " sier han.
En stor utfordring er å lage store mengder grafen av høy kvalitet. Det er billig og enkelt å lage grafen av lavere kvalitet, noe som er bra for noen applikasjoner. Men den beste kvaliteten på grafen er fremdeles dyr og arbeidskrevende å produsere, et problem forskere jobber med.
"Det er en stor utfordring å opprettholde den høye kvaliteten på grafen i en skalerbar mengde, " sier Karim.
En annen ulempe med grafen er at den ikke leder elektrisitet så godt som metaller. Så mens grafenbaserte superkondensatorer er sterke og fleksible, så vel som relativt miljøvennlige, er sølv- eller kobber-superkondensatorer mer ledende. Avhengig av bruken, kan det ene eller det andre være å foretrekke.
Så se på denne plassen. Om et tiår eller to beskriver vi kanskje den nye, grafen superkapacitordrevne vinterjakken, perfekt for din neste tur til Himalaya.
