GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Полимери, които охлаждат

August 11, 2008


Нов полимерен материал, който променя температурата си в отговор на електрически полета може да се ползва в охлаждането на компютри и хладилници.

Съобщението е публикувано миналата седмица в Sciencе. Промяна в електрическото поле води до преподреждане на атомите в полимерната структура, което се отразява на температурата. Това се нарича електрокалоричен ефект. В охлаждащото устройство към материала се подава съответното напрежение и охладеният полимерен филм се поставя в контакт с каквото е нужно да се охлади. Намаляване на напрежението връща полимера в изходно положение, готов за повторна употреба. Температурите, при които тези свойства на полимера могат да се ползват са около 55 °C, с интервал на промяна от 12 °C.

През 2006 г. в същото списание е публикувана информация от изследователи от Cambridge University, описващи електрокалоричните свойства на керамични материали. Но те могат да се ползват при температури около 220 °C, което ги прави по-малко интересни от гледна точка на приложението им.

Полимерите имат още едно предимство пред керамичните материали – те могат да погълнат седем пъти по-голямо количество топлина, което е изключително важно. Причината е разликата в структурата на двата материала. Атомите в полимера реагират и се преместват далеч по-лесно.

„Свойствата на тези полимери ги правят много подходящи за използване в охладителните системи на лаптопите” – казва инженерът от Intel Rajiv Mongia. Производителите на компютри отдавна търсят алтернатива на шумните, обемисти и неефективни охлаждащи системи, ползвани до момента. С новите материали могат да се изработят охладителни системи с размерите на компютърен чип.

Разбира се остава още доста да се направи, докато подобни мини-охладители навлязат масово в производството на компютри. Първо трябва да се снижи волтажа, необходим да предизвика преподреждане на атомите в полимерната решетка. Също така трябва да се извърши цялата инженерна работа по конструиране на работещи устройства.

Друго възможно приложение на електрокалоричните полимери е в хладилната техника. Хладилниците в момента работят с компресори, където охладителната течност непрекъснато циркулира и преминава от течно в газообразно състояние, при което поглъща и отдава топлина. Необходимостта от физическа компресия ограничава ефективността на хладилниците в рамките на 30-40%. Необходимите разлики от 40 °C обаче все още са непостижими за новата технология.

Но екипът на Zhang продължава своето търсене – в момента те експериментират с полимери, изградени от течни кристали, подобни на ползваните в плоските монитори. Те съдържат молекули с пръчковидна форма, които биха могли да се подреждат съответно при попадане в електрическо поле и после да възстановяват първоначалното си подреждане. Изследователите считат, че това ще доведе до поглъщане на много по-големи количества топлина.

По материали от: Technology Review

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: абсорбатори, експеримент, електроника, енергоспестяване, инженерни предизвикателства, нанотехнологии, Нови материали, охлаждане, полимери, топлообмен

  1. George Kanev
    01 Jul 09
    10:24 am

    След като атомите на полимера са подредени и отделената от това топлина е разсеяна от околната среда, очевидно електрозахранването трябва да се изключи, при което връщането на атомите в начално положение ще погълне съответното количество топлина. Ако това е така, как се осъществява самият цикъл на охлаждане, предвид на нуждата от непрекъснато включване и изключване на захранването?

  2. Севдалина Пеева
    01 Jul 09
    11:57 am

    Не мога да дам повече информация, отколкото има в цитираната статия. Това би било свободни съчинения.

  3. Joro
    17 Nov 09
    10:33 am

    Ооо, адаш не съм ти видял поста (не че ще давам слислен отговор), sorry за късното, още повече че може отдаааавна да си си отговорил, но аз да си изпея кактото мисля.
    Така.. Говорим за електро и магнитокалориините материали, нали? Под общ знаменател, че принципът е еднакъв само полетата са различни.
    Допускаме (или виждаме) че материалът е в твърдо агр. състояние. Решение – аз бих го оформил като въртящ диск или безкрайна лента (като гледам това на снимката е така оформено). Полето се прилага извън охлаждания обем (кутия), а лентата, (или дискът) преминават през плътен процеп. Какво още? Докато материалът е под въздействие на полето трябва да има много добър топлообмен с окоолния въздух. Турбина, радиатор, флуид (само вън или само вътре!), комбинация от изброените…
    Важно е влизайки в кутията, материалът да излиза от полето – лесно се постига.
    Технически за полетата – електрическото може да е постоянно, но магнитното ще е добре да е пулсиращо – мога да обясня защо така мисля..
    Работен флуид който да влиза и излиза – не мисля, че е добра идея. И за това мога да дискутирам.
    Е понякога има и полза от спамовете.. 🙂 Не гарантирам за прецизност, но е подобен принципът

  4. NVG
    19 Dec 09
    7:31 pm

    Някой да е чувал за ефекта на „Пелтие“?
    Този ефект може би вече намира приложение в охлаждането на лаптопи,моля почетете и търсете по рационални решения !

  5. Joro
    19 Dec 09
    9:34 pm

    Да, чували сме.. В един от коментарите на тази ( http://greentech-bg.net/?p=965Не ) публикация споменах за това, и на още няколко места, но не помня сега. Не може би, а се използва, но не е много широко разпространен. И в криохирургията се ползва (освен втечнен азот) за криокоагулация, и в някои походни )автомобилни) хладилни чанти. Кое наричаш рационално решение? Заради топлопроводимостта на термодвойката, този принцип още не достига ефективността на фреонов агрегат. Предпочита се заради липсата на движ. се части и малките габарити.

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>