Metodu ta 'tkessiħ aktar effiċjenti, li jiffranka l-enerġija, aħdar u portabbli huwa d-direzzjoni ta' esplorazzjoni bla waqfien tal-bniedem.Riċentement, artiklu onlajn fil-ġurnal Science rrapporta dwar strateġija ta 'refriġerazzjoni flessibbli ġdida skoperta minn tim konġunt ta' riċerka ta 'xjentisti Ċiniżi u Amerikani - "refriġerazzjoni tas-sħana torsjonali".It-tim ta 'riċerka sab li t-tibdil tal-brim ġewwa l-fibri jista' jikseb tkessiħ.Minħabba effiċjenza ogħla ta 'refriġerazzjoni, daqs iżgħar, u applikabilità għal diversi materjali ordinarji, il- "friġġ tas-sħana mibruma" magħmul ibbażat fuq din it-teknoloġija sar ukoll promettenti.
Din il-kisba ġejja mir-riċerka kooperattiva tat-tim tal-Professur Liu Zunfeng mill-Laboratorju Ewlenin tal-Istat tal-Bijoloġija tal-kimika Mediċinali, l-Iskola tal-Farmaċija, u l-Laboratorju Ewlenin tal-Polimer Funzjonali tal-Ministeru tal-Edukazzjoni tal-Università ta 'Nankai, u t-tim ta' Ray H. Baugman , professur ta 'Texas State University, Dallas Branch, u Yang Shixian, Docent ta' Nankai University.
Sempliċement baxxi t-temperatura u dawwarha
Skont id-dejta mill-Istitut Internazzjonali tar-Riċerka dwar it-Tkessiħ, il-konsum tal-elettriku tal-kondizzjonaturi tal-arja u refriġeraturi fid-dinja bħalissa jammonta għal madwar 20% tal-konsum globali tal-elettriku.Il-prinċipju użat ħafna tar-refriġerazzjoni tal-kompressjoni tal-arja llum ġeneralment għandu effiċjenza Carnot ta 'inqas minn 60%, u l-gassijiet rilaxxati minn proċessi ta' refriġerazzjoni tradizzjonali qed jaggravaw it-tisħin globali.Bid-domanda dejjem tikber għal refriġerazzjoni mill-bnedmin, l-esplorazzjoni ta 'teoriji u soluzzjonijiet ġodda ta' refriġerazzjoni biex tkompli tittejjeb l-effiċjenza tar-refriġerazzjoni, tnaqqas l-ispejjeż, u tnaqqas id-daqs tat-tagħmir tar-refriġerazzjoni saret ħidma urġenti.
Il-gomma naturali se tiġġenera s-sħana meta tiġġebbed, iżda t-temperatura tonqos wara l-irtirar.Dan il-fenomenu jissejjaħ "refriġerazzjoni termali elastika", li ġiet skoperta kmieni kemm fil-bidu tas-seklu 19.Madankollu, biex jinkiseb effett ta 'tkessiħ tajjeb, il-gomma jeħtieġ li tkun imġebbda minn qabel għal 6-7 darbiet it-tul tagħha stess u mbagħad tinġibed lura.Dan ifisser li t-tkessiħ jeħtieġ volum kbir.Barra minn hekk, l-effiċjenza attwali ta 'Carnot ta' "refriġerazzjoni termali" hija relattivament baxxa, ġeneralment madwar 32% biss.
Permezz tat-teknoloġija ta '"tkessiħ torsjonali", ir-riċerkaturi jiġġebbed l-elastomer tal-gomma fibruż darbtejn (razza ta' 100%), imbagħad iffissaw iż-żewġt itruf u mdawwarha minn tarf wieħed biex jiffurmaw struttura Superhelix.Sussegwentement, seħħ untwisting rapidu, u t-temperatura tal-fibri tal-gomma naqset bi 15.5 gradi Celsius.
Dan ir-riżultat huwa ogħla mill-effett tat-tkessiħ bl-użu tat-teknoloġija ta ''refriġerazzjoni termali elastika': il-gomma li tiġġebbed 7 darbiet itwal tikkuntratta u tkessaħ għal 12.2 gradi Celsius.Madankollu, jekk il-gomma tkun mibruma u estiża, u mbagħad rilaxxata fl-istess ħin, il-'refriġerazzjoni termali torsjonali' tista 'tkessaħ għal 16.4 gradi Celsius.Liu Zunfeng qal li taħt l-istess effett ta 'tkessiħ, il-volum tal-gomma ta' 'refriġerazzjoni termali torsjonali' huwa biss żewġ terzi ta 'dak tal-gomma ta' 'refriġerazzjoni termali elastika', u l-effiċjenza Carnot tagħha tista 'tilħaq 67%, Ferm superjuri għall-prinċipju tal-arja refriġerazzjoni tal-kompressjoni.
Il-linja tas-sajd u l-linja tat-tessuti jistgħu wkoll jitkessħu
Ir-riċerkaturi introduċew li għad hemm ħafna lok għal titjib fil-gomma bħala materjal ta ' "refriġerazzjoni tas-sħana tat-torsjoni".Pereżempju, il-gomma għandha nisġa ratba u teħtieġ ħafna dawriet biex tikseb tkessiħ sinifikanti.Il-veloċità tat-trasferiment tas-sħana tagħha hija bil-mod, u kwistjonijiet bħall-użu ripetut u d-durabilità tal-materjal jeħtieġ li jiġu kkunsidrati.Għalhekk, l-esplorazzjoni ta 'materjali oħra ta' "refriġerazzjoni torsjonali" saret direzzjoni ta 'avvanz importanti għat-tim ta' riċerka.
Interessanti, sibna li l-iskema tat-'tkessiħ tas-sħana torsjonali' hija applikabbli wkoll għal-linji tas-sajd u tat-tessuti.Preċedentement, in-nies ma rrealizzawx li dawn il-materjali ordinarji setgħu jintużaw għat-tkessiħ, "qal Liu Zunfeng.
Ir-riċerkaturi l-ewwel imdawwru dawn il-fibri tal-polimeru riġidi u ffurmaw struttura helical.It-tiġbid tal-helix jista 'jgħolli t-temperatura, iżda wara li tiġbed lura l-helix, it-temperatura tonqos.
L-esperiment sab li bl-użu tat-teknoloġija "tkessiħ bis-sħana tat-torsjoni", il-wajer immaljat tal-polyethylene jista 'jiġġenera tnaqqis fit-temperatura ta' 5.1 gradi Celsius, filwaqt li l-materjal huwa mġebbdu direttament u rilaxxat bi kważi l-ebda bidla fit-temperatura osservata.Il-prinċipju ta ''tkessiħ tas-sħana torsjonali' ta 'dan it-tip ta' fibra tal-polyethylene huwa li matul il-proċess ta 'kontrazzjoni tat-tiġbid, il-brim intern tal-helix tonqos, li jwassal għal bidliet fl-enerġija.Liu Zunfeng qal li dawn il-materjali relattivament iebsa huma aktar durabbli minn fibri tal-gomma, u r-rata tat-tkessiħ taqbeż dik tal-gomma anke meta mġebbda qasir ħafna.
Ir-riċerkaturi sabu wkoll li l-applikazzjoni tat-teknoloġija "tkessiħ bis-sħana tat-torsjoni" għal-ligi tal-memorja tal-forma tan-nikil tat-titanju b'saħħa ogħla u trasferiment tas-sħana aktar mgħaġġel tirriżulta f'prestazzjoni aħjar tat-tkessiħ, u hija meħtieġa biss twist aktar baxx biex jinkiseb effett akbar ta 'tkessiħ.
Pereżempju, billi tgħawweġ erba 'wajers ta' liga tan-nikil tat-titanju flimkien, il-waqgħa massima fit-temperatura wara t-tneħħija tal-brim tista 'tilħaq 20.8 gradi Celsius, u l-waqgħa ġenerali fit-temperatura medja tista' wkoll tilħaq 18.2 gradi Celsius.Dan huwa kemmxejn ogħla mit-tkessiħ ta '17.0 gradi Celsius miksub bl-użu tat-teknoloġija ta' 'refriġerazzjoni termali'.Ċiklu wieħed ta 'refriġerazzjoni jieħu biss madwar 30 sekonda, "qal Liu Zunfeng.
Teknoloġija ġdida tista 'tintuża fil-friġġijiet fil-futur
Ibbażat fuq it-teknoloġija ta ' "refriġerazzjoni tas-sħana tat-torsjoni", ir-riċerkaturi ħolqu mudell ta' friġġ li jista 'jkessaħ l-ilma li jiċċirkola.Huma użaw tliet wajers ta 'liga tan-nikil tat-titanju bħala materjali li jkessħu, li jduru 0.87 dawriet kull ċentimetru biex jiksbu tkessiħ ta' 7.7 gradi Celsius.
Din l-iskoperta għad fadlilha triq twila qabel il-kummerċjalizzazzjoni ta’ ‘twisted heat refrigerators’, kemm b’opportunitajiet kif ukoll b’sfidi,” qal Ray Bowman.Liu Zunfeng jemmen li t-teknoloġija ġdida ta 'refriġerazzjoni skoperta f'dan l-istudju espandiet settur ġdid fil-qasam tar-refriġerazzjoni.Se tipprovdi mod ġdid biex jitnaqqas il-konsum tal-enerġija fil-qasam tar-refriġerazzjoni.
Fenomenu speċjali ieħor fi "refriġerazzjoni tas-sħana tat-torsjoni" huwa li partijiet differenti tal-fibra juru temperaturi differenti, li hija kkawżata mid-distribuzzjoni perjodika tal-helix ġġenerata billi tgħawweġ il-fibra tul id-direzzjoni tat-tul tal-fibra.Ir-riċerkaturi kisi l-wiċċ tal-wajer tal-liga tan-nikil tat-titanju b'kisja ta 'Thermochromism biex jagħmlu fibra li tibdel il-kulur ta' "tkessiħ torsjonali".Matul il-proċess tat-tidwir u t-tneħħija tal-brim, il-fibra tgħaddi minn bidliet riversibbli fil-kulur.Jista 'jintuża bħala tip ġdid ta' element sensing għal kejl ottiku remot tat-twist tal-fibra.Pereżempju, billi tosserva bidliet fil-kulur bl-għajn, wieħed jista 'jkun jaf kemm dawriet il-materjal għamel fil-bogħod, li huwa sensor sempliċi ħafna."Liu Zunfeng qal li abbażi tal-prinċipju ta '"tkessiħ tas-sħana torsjonali", xi fibri jistgħu jintużaw ukoll għal drappijiet intelliġenti li jinbidlu l-kulur.
Ħin tal-post: Lulju-13-2023