Pli efika, energiŝpara, verda kaj portebla malvarmiga metodo estas la direkto de homa senĉesa esplorado. Lastatempe, reta artikolo en la revuo Science raportis pri nova fleksebla fridiga strategio malkovrita de komuna esplorteamo de ĉinaj kaj usonaj sciencistoj - "torda varmofridigo". La esplorteamo trovis, ke ŝanĝi la tordaĵon ene de la fibroj povas atingi malvarmigon. Pro pli alta fridiga efikeco, pli malgranda grandeco kaj aplikebleco al diversaj ordinaraj materialoj, la "tordita varmofridujo" farita surbaze de ĉi tiu teknologio ankaŭ fariĝis promesplena.
Ĉi tiu atingo venas de la kunlabora esplorado de la teamo de profesoro Liu Zunfeng de la Ŝtata Ŝlosila Laboratorio de Medicina Kemio Biologio, Lernejo de Apoteko, kaj la Ŝlosila Laboratorio de Funkcia Polimero de la Edukministerio de Nankai University, kaj la teamo de Ray H. Baugman. , profesoro pri Texas State University, Dallas Branch, kaj Yang Shixian, Docent of Nankai University.
Nur malaltigu la temperaturon kaj tordu ĝin
Laŭ datumoj de la Internacia Esplorinstituto pri Fridigo, la elektrokonsumo de klimatiziloj kaj fridujoj en la mondo nuntempe okupas ĉirkaŭ 20% de la tutmonda elektrokonsumo. La vaste uzata principo de aerkunprema fridigo nuntempe ĝenerale havas Carnot-efikecon de malpli ol 60%, kaj la gasoj liberigitaj de tradiciaj fridigaj procezoj pligravigas tutmondan varmiĝon. Kun la kreskanta postulo pri fridigo de homoj, esplori novajn fridigajn teoriojn kaj solvojn por plu plibonigi fridigan efikecon, redukti kostojn kaj redukti la grandecon de fridigaj ekipaĵoj fariĝis urĝa tasko.
Natura kaŭĉuko generos varmon kiam streĉite, sed la temperaturo malpliiĝos post retiro. Ĉi tiu fenomeno nomiĝas "elasta termika fridigo", kiu estis malkovrita jam komence de la 19-a jarcento. Tamen, por atingi bonan malvarmigan efikon, la kaŭĉuko devas esti antaŭ etendita ĝis 6-7 fojojn sia propra longo kaj poste retirita. Ĉi tio signifas, ke fridigo postulas grandan volumon. Plie, la nuna Carnot-efikeco de "termika fridigo" estas relative malalta, kutime nur ĉirkaŭ 32%.
Per la teknologio de "torda malvarmigo", la esploristoj etendis la fibron kaŭĉukan elastomero dufoje (100% streĉo), poste fiksis ambaŭ finojn kaj tordis ĝin de unu fino por formi Superhelix-strukturon. Poste, rapida maltordado okazis, kaj la temperaturo de la kaŭĉukaj fibroj malpliiĝis je 15,5 celsiusgradoj.
Ĉi tiu rezulto estas pli alta ol la malvarmiga efiko per 'elasta termika fridigo' teknologio: la kaŭĉuko kiu estas etendita 7 fojojn pli longe kontraktiĝas kaj malvarmiĝas ĝis 12,2 celsiusgradoj. Tamen, se la kaŭĉuko estas tordita kaj etendita, kaj tiam liberigita samtempe, la "torda termika fridigo" povas malvarmiĝi ĝis 16,4 celsiusgradoj. Liu Zunfeng diris, ke sub la sama malvarmiga efiko, la kaŭĉuka volumo de 'torda termika fridigo' estas nur du trionoj de tiu de kaŭĉuko de 'elasta termika fridigo', kaj ĝia Carnot-efikeco povas atingi 67%, Ege supera al la principo de aero. kunprema fridigo.
Fiŝŝnuro kaj tekstila linio ankaŭ povas esti malvarmetigitaj
Esploristoj enkondukis, ke ankoraŭ estas multe da loko por plibonigo en kaŭĉuko kiel materialo de "torda varmo-fridigo". Ekzemple, kaŭĉuko havas molan teksturon kaj postulas multajn tordaĵojn por atingi signifan malvarmigon. Ĝia varmotransiga rapideco estas malrapida, kaj aferoj kiel ripeta uzo kaj fortikeco de la materialo devas esti pripensitaj. Tial, esplori aliajn "tordiajn fridigajn" materialojn fariĝis grava trarompa direkto por la esplorteamo.
Interese, ni trovis, ke la skemo de "torda varmo malvarmigo" ankaŭ aplikeblas al fiŝkaptaj kaj tekstillinioj. Antaŭe, homoj ne rimarkis, ke ĉi tiuj ordinaraj materialoj povus esti uzataj por malvarmigo, "diris Liu Zunfeng.
La esploristoj unue tordis ĉi tiujn rigidajn polimerajn fibrojn kaj formis helikforman strukturon. Streĉi la helicon povas altigi la temperaturon, sed post retirado de la helico, la temperaturo malpliiĝas.
La eksperimento trovis, ke uzante la teknologion de "torda varmo malvarmigo", polietilena plektita drato povas generi temperaturfalon de 5,1 celsiusgradoj, dum la materialo estas rekte streĉita kaj liberigita kun preskaŭ neniu temperaturŝanĝo observita. La principo de "torda varmomalvarmigo" de ĉi tiu tipo de polietilena fibro estas, ke dum la streĉa kuntiriĝo, la interna tordo de la helico malpliiĝas, kondukante al ŝanĝoj en energio. Liu Zunfeng diris, ke ĉi tiuj relative malmolaj materialoj estas pli daŭraj ol kaŭĉukaj fibroj, kaj la malvarmiga rapideco superas tiun de kaŭĉuko eĉ kiam etenditaj tre mallonge.
Esploristoj ankaŭ trovis, ke apliki la teknologion de "torda varmo malvarmigo" al nikel-titanio-forma memoraj alojoj kun pli alta forto kaj pli rapida varmotransigo rezultigas pli bonan malvarmigan agadon, kaj nur pli malalta tordado estas postulata por atingi pli grandan malvarmigan efikon.
Ekzemple, kuntordante kvar nikel-titanio-aloj-dratojn, la maksimuma temperaturfalo post maltordado povas atingi 20,8 celsiusgradojn, kaj la totala averaĝa temperaturfalo ankaŭ povas atingi 18,2 celsiusgradojn. Ĉi tio estas iomete pli alta ol la 17.0-gradoj Celsius-malvarmigo atingita per 'termika fridigo' teknologio. Unu fridiga ciklo bezonas nur ĉirkaŭ 30 sekundojn, "diris Liu Zunfeng.
Nova teknologio povas esti uzata en fridujoj estonte
Surbaze de la teknologio de "torda varmo-fridigado", esploristoj kreis fridujan modelon, kiu povas malvarmigi fluantan akvon. Ili uzis tri nikel-titanio-aloj dratojn kiel malvarmigaj materialoj, rotaciante 0.87 revoluciojn je centimetro por atingi malvarmigon de 7.7 celsiusgradoj.
Ĉi tiu malkovro ankoraŭ havas longan vojon por iri antaŭ la komercigo de 'torditaj varmofridujoj', kun kaj ŝancoj kaj defioj, "diris Ray Bowman. Liu Zunfeng opinias, ke la nova fridiga teknologio malkovrita en ĉi tiu studo vastigis novan sektoron en la fridiga kampo. Ĝi provizos novan manieron redukti energikonsumon en la fridiga kampo.
Alia speciala fenomeno en "torda varmofridigo" estas ke malsamaj partoj de la fibro elmontras malsamajn temperaturojn, kio estas kaŭzita de la perioda distribuo de la helico generita tordante la fibron laŭ la fibrolongdirekto. La esploristoj kovris la surfacon de nikel-titania aloja drato per Thermochromism-tegaĵo por fari "tordan malvarmigon" kolorŝanĝan fibron. Dum la procezo de tordado kaj maltordado, la fibro spertas reigeblajn kolorŝanĝojn. Ĝi povas esti uzata kiel nova speco de senta elemento por fora optika mezurado de fibro-tordado. Ekzemple, observante kolorŝanĝojn per la nuda okulo, oni povas scii kiom da revolucioj la materialo faris en la distanco, kiu estas tre simpla sensilo. "Liu Zunfeng diris, ke surbaze de la principo de" torda varmo malvarmigo ", iuj fibroj ankaŭ povas esti uzataj por inteligentaj koloraj ŝtofoj.
Afiŝtempo: Jul-13-2023