Momenteel hebben het versterkte broeikaseffect en de opwarming van de aarde geleid tot een grotere blootstelling van de mens aan gevaarlijke thermische omgevingen.
Volgens onderzoeksenquêtes werken ruim 50 miljoen werknemers in China onder hoge- temperaturen, waarbij ongeveer drie- zich bezighoudt met buitenactiviteiten zoals mijnbouw, bouw, brandbestrijding, sport en veldverkenning. In warme omgevingen versnelt fysieke arbeid de menselijke stofwisseling, vermindert de hittetolerantie en legt aanzienlijke thermische fysiologische belasting op, wat resulteert in een verminderd uithoudingsvermogen, een verminderde productiviteit en een hoger aantal ongevallen. Langdurige blootstelling aan extreme hitte verstoort het thermische en hydro-elektrolytische evenwicht van het lichaam, waardoor het risico op uitdroging, zonnesteek en ernstige thermische ziekten toeneemt-waaronder huiduitslag, krampen, uitputting en zelfs de dood.
Uit onderzoek blijkt dat het basisongevallenpercentage, gekoppeld aan de omgevingstemperatuur, rond de 20 graden ligt. Wanneer de temperatuur boven de 28 graden komt, stijgt het aantal ongevallen met 30%. Tussen 2001 en 2010 kwamen bijvoorbeeld 108 Amerikaanse brandweerlieden om tijdens trainingsactiviteiten bij hoge temperaturen-in de open lucht, wat verantwoordelijk was voor meer dan 11% van de sterfgevallen onder brandweerlieden, gerapporteerd door de National Fire Protection Association (NFPA). Deze statistieken onderstrepen de aanhoudende uitdaging van het verminderen van thermische stress voor buitenwerkers in sectoren als sport, brandbestrijding, mijnbouw en de bouw-een cruciale prioriteit voor fysiologen en professionals in de bedrijfsgezondheidszorg.
Om de thermische belasting in beroepen met hoge{0}} hitte te verminderen, zijn methoden om de menselijke warmteafvoer te verbeteren en het thermische evenwicht te herstellen essentieel. Huidige oplossingen zijn onder meer airconditioning, ventilatoren en persoonlijke koelapparatuur. Airconditioningsystemen zijn echter omvangrijk, energie-intensief en ongeschikt voor buitenomgevingen, waardoor de ontwikkeling van draagbare, energie-efficiënte koelsystemen noodzakelijk is. Onderzoek toont aan dat slechts 1 à 2% van de menselijke metabolische warmte wordt afgevoerd via ademhaling en geleiding, 75% via straling en convectie, en de rest via verdamping van de huid.
Omdat kleding rechtstreeks in aanraking komt met de huid, heeft het een aanzienlijke invloed op de warmte- en vochtoverdracht tussen het lichaam en de omgeving, waardoor het een sleutelfactor is voor thermisch comfort. Het is dus absoluut noodzakelijk om persoonlijke koelsystemen (PCS) te ontwikkelen die het thermisch comfort in warme omgevingen kunnen reguleren. Persoonlijke koelkleding (PCC), als de meest energie-efficiënte en handige PCS, integreert kledingstukken met koelmechanismen om het microklimaat tussen het lichaam en de kleding te optimaliseren. Hierdoor kunnen dragers zichzelf-koelen, waardoor de productiviteit en het thermisch-natte comfort voor werknemers met hoge- temperaturen worden verbeterd.
Het concept is ontstaan uit textieltoepassingen in astronautenpakken, ontworpen om extreme temperatuurschommelingen tijdens orbitale missies te weerstaan. Door Phase Change Materials (PCM's) in ruimtepakstoffen in te bedden, is deze technologie overgegaan naar de markt voor burgerkleding, wat snelle ontwikkelingen op het gebied van functionele kleding heeft gestimuleerd.