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吉祥彩新登录网址|新技术可能导致“扭转式冰箱”的出现 或能通过解开纤维而冷却

2020-01-11 15:03:43 | 来源: 匿名 | 

吉祥彩新登录网址|新技术可能导致“扭转式冰箱”的出现 或能通过解开纤维而冷却

吉祥彩新登录网址,据国外媒体报道,尽管冰箱和空调是至关重要的家用电器,但它们消耗大量电能,这促使工程师们提出了提高效率的新方法。为了帮助解决这个问题,研究人员开发了一种不寻常的新技术,这种技术可能会导致“扭曲冰箱”的出现,这种冰箱通过解开扭曲的纤维来冷却。

新设计是基于一种叫做“弹性热冷却”的原理。简而言之,橡皮筋可以在拉伸时提高橡胶的温度,然后在释放时再次冷却。研究人员称这种材料为“扭曲的热冷却”,这似乎也适用于扭曲和未扭曲的材料。

该项研究的通讯作者雷·鲍格曼(Ray baughman)说:“这种天然橡胶的弹性热效应从19世纪初就已经为人所知。但是,为了使橡胶带具有更高的冷却能力,您必须释放大量的弹力。使用扭转热冷却,我们发现你所要做的就是释放扭转。”

在测试中,研究人员拉伸橡胶纤维,并将其扭曲到“超螺旋”的程度。他们发现,当扭矩迅速释放时,他们可以将橡胶表面冷却到15.5℃。当它们同时释放扭曲和拉伸时,冷却效果会突然增加到16.4℃

然而,该小组发现“扭转热冷却”不仅适用于橡胶,也适用于钓鱼线和NiTi线等材料。松开盘绕钓鱼线的延长线,将表面冷却5.1摄氏度。NiTi合金具有更好的性能,解开钢丝可以实现17摄氏度的最大冷却。这可以通过松开线束来进一步推动,例如,一束四根镍钛合金丝将表面冷却到20.8℃

接下来,研究小组展示了这种效应如何冷却邻近的材料,而不仅仅是材料本身的表面。在设备内展开三根镍钛丝束,并将水流冷却至最高7.7°c。

该团队表示,使用这项技术冷却的设备(他们称之为“扭转冰箱”)可能会在未来出现,但在此之前仍有许多障碍需要克服。通过在热变色涂层中涂覆纤维(其随温度而变色),可以制造传感器来监控材料的应变和变形。

包格曼说:“从这些最初的发现到扭转冰箱的商业化,各种大大小小的应用都面临着许多挑战和机遇。其中一个挑战是需要展示能够通过回收部分输入机械能来提供面向应用的循环寿命和效率的精制设备和材料。机会包括使用具有最佳性能的热轧材料,而不是目前研究的少数市售候选材料。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

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