Ang isang mas mahusay, nakakatipid sa enerhiya, berde, at portable na paraan ng pagpapalamig ay ang direksyon ng walang humpay na paggalugad ng tao.Kamakailan, isang online na artikulo sa journal Science ang nag-ulat tungkol sa isang bagong flexible na diskarte sa pagpapalamig na natuklasan ng magkasanib na pangkat ng pananaliksik ng mga Chinese at American na siyentipiko - "torsional heat refrigeration".Natuklasan ng pangkat ng pananaliksik na ang pagbabago ng twist sa loob ng mga hibla ay maaaring makamit ang paglamig.Dahil sa mas mataas na kahusayan sa pagpapalamig, mas maliit na sukat, at pagiging angkop sa iba't ibang ordinaryong materyales, ang "twisted heat refrigerator" na ginawa batay sa teknolohiyang ito ay naging promising din.
Ang tagumpay na ito ay nagmula sa kooperatiba na pagsasaliksik ng pangkat ni Propesor Liu Zunfeng mula sa State Key Laboratory of Medicinal chemistry Biology, School of Pharmacy, at sa Key Laboratory ng Functional Polymer ng Ministry of Education ng Nankai University, at ng koponan ni Ray H. Baugman , propesor ng Texas State University, Dallas Branch, at Yang Shixian, Docent ng Nankai University.
Ibaba lang ang temperatura at i-twist ito
Ayon sa data mula sa International Refrigeration Research Institute, ang konsumo ng kuryente ng mga air conditioner at refrigerator sa mundo ay kasalukuyang bumubuo ng humigit-kumulang 20% ng global na konsumo ng kuryente.Ang malawakang ginagamit na prinsipyo ng air compression refrigeration sa kasalukuyan ay karaniwang may Carnot na kahusayan na mas mababa sa 60%, at ang mga gas na inilalabas ng mga tradisyonal na proseso ng pagpapalamig ay nagpapalala ng global warming.Sa pagtaas ng pangangailangan para sa pagpapalamig ng mga tao, ang pagtuklas ng mga bagong teorya at solusyon sa pagpapalamig upang higit pang mapabuti ang kahusayan sa pagpapalamig, bawasan ang mga gastos, at bawasan ang laki ng kagamitan sa pagpapalamig ay naging isang kagyat na gawain.
Ang natural na goma ay bubuo ng init kapag naunat, ngunit ang temperatura ay bababa pagkatapos ng pagbawi.Ang kababalaghang ito ay tinatawag na "elastic thermal refrigeration", na natuklasan noong unang bahagi ng ika-19 na siglo.Gayunpaman, upang makamit ang magandang epekto sa paglamig, ang goma ay kailangang iunat sa 6-7 beses sa sarili nitong haba at pagkatapos ay bawiin.Nangangahulugan ito na ang pagpapalamig ay nangangailangan ng malaking volume.Bukod dito, ang kasalukuyang kahusayan ng Carnot ng "thermal refrigeration" ay medyo mababa, kadalasan ay halos 32%.
Sa pamamagitan ng teknolohiyang "torsional cooling", ang mga mananaliksik ay nag-stretch ng fibrous rubber elastomer nang dalawang beses (100% strain), pagkatapos ay inayos ang magkabilang dulo at pinaikot ito mula sa isang dulo upang bumuo ng isang Superhelix na istraktura.Kasunod nito, naganap ang mabilis na pag-untwisting, at ang temperatura ng mga hibla ng goma ay bumaba ng 15.5 degrees Celsius.
Ang resultang ito ay mas mataas kaysa sa cooling effect gamit ang 'elastic thermal refrigeration' na teknolohiya: ang goma na nakaunat ng 7 beses na mas mahaba ay kumukuha at lumalamig hanggang 12.2 degrees Celsius.Gayunpaman, kung ang goma ay baluktot at pinahaba, at pagkatapos ay inilabas nang sabay-sabay, ang 'torsional thermal refrigeration' ay maaaring lumamig hanggang 16.4 degrees Celsius.Sinabi ni Liu Zunfeng na sa ilalim ng parehong epekto ng paglamig, ang dami ng goma ng 'torsional thermal refrigeration' ay dalawang-katlo lamang ng 'elastic thermal refrigeration' na goma, at ang kahusayan ng Carnot nito ay maaaring umabot sa 67%, Higit na nakahihigit sa prinsipyo ng hangin compression pagpapalamig.
Ang linya ng pangingisda at linya ng tela ay maaari ding palamig
Ipinakilala ng mga mananaliksik na marami pa ring puwang para sa pagpapabuti ng goma bilang isang materyal na "torsional heat refrigeration".Halimbawa, ang goma ay may malambot na texture at nangangailangan ng maraming twists upang makamit ang makabuluhang paglamig.Ang bilis ng paglipat ng init nito ay mabagal, at ang mga isyu tulad ng paulit-ulit na paggamit at tibay ng materyal ay kailangang isaalang-alang.Samakatuwid, ang paggalugad ng iba pang mga materyal na "torsional refrigeration" ay naging isang mahalagang direksyon ng tagumpay para sa pangkat ng pananaliksik.
Kapansin-pansin, nalaman namin na ang scheme ng 'torsional heat cooling' ay naaangkop din sa mga linya ng pangingisda at tela.Dati, hindi napagtanto ng mga tao na ang mga ordinaryong materyales na ito ay maaaring gamitin para sa paglamig, "sabi ni Liu Zunfeng.
Ang mga mananaliksik ay unang pinaikot ang mga matibay na polymer fibers na ito at nabuo ang isang helical na istraktura.Ang pag-stretch ng helix ay maaaring magtaas ng temperatura, ngunit pagkatapos na bawiin ang helix, bumababa ang temperatura.
Nalaman ng eksperimento na gamit ang teknolohiyang "torsional heat cooling", ang polyethylene braided wire ay maaaring makabuo ng pagbaba ng temperatura na 5.1 degrees Celsius, habang ang materyal ay direktang nakaunat at pinakawalan nang halos walang pagbabago sa temperatura na naobserbahan.Ang prinsipyo ng 'torsional heat cooling' ng ganitong uri ng polyethylene fiber ay na sa panahon ng proseso ng stretching contraction, bumababa ang panloob na twist ng helix, na humahantong sa mga pagbabago sa enerhiya.Sinabi ni Liu Zunfeng na ang mga medyo matitigas na materyales na ito ay mas matibay kaysa sa mga hibla ng goma, at ang bilis ng paglamig ay lumampas sa bilis ng paglamig ng goma kahit na nakaunat nang napakaikli.
Natuklasan din ng mga mananaliksik na ang paglalapat ng teknolohiyang "torsional heat cooling" sa nickel titanium shape memory alloy na may mas mataas na lakas at mas mabilis na heat transfer ay nagreresulta sa mas mahusay na pagganap ng paglamig, at mas mababang twist lamang ang kinakailangan upang makamit ang mas malaking epekto sa paglamig.
Halimbawa, sa pamamagitan ng pag-twist ng apat na nickel titanium alloy na magkakasama, ang maximum na pagbaba ng temperatura pagkatapos ng untwisting ay maaaring umabot sa 20.8 degrees Celsius, at ang pangkalahatang average na pagbaba ng temperatura ay maaari ding umabot sa 18.2 degrees Celsius.Ito ay bahagyang mas mataas kaysa sa 17.0 degrees Celsius na paglamig na nakamit gamit ang teknolohiyang 'thermal refrigeration'.Ang isang cycle ng pagpapalamig ay tumatagal lamang ng mga 30 segundo, "sabi ni Liu Zunfeng.
Maaaring gamitin ang bagong teknolohiya sa mga refrigerator sa hinaharap
Batay sa teknolohiyang "torsional heat refrigeration", ang mga mananaliksik ay lumikha ng isang modelo ng refrigerator na maaaring magpalamig ng dumadaloy na tubig.Gumamit sila ng tatlong nickel titanium alloy wires bilang cooling materials, umiikot ng 0.87 revolutions per centimeter para makamit ang cooling na 7.7 degrees Celsius.
Ang pagtuklas na ito ay may mahabang paraan pa bago ang komersyalisasyon ng 'twisted heat refrigerators', na may parehong mga pagkakataon at hamon, "sabi ni Ray Bowman.Naniniwala si Liu Zunfeng na ang bagong teknolohiya ng pagpapalamig na natuklasan sa pag-aaral na ito ay nagpalawak ng isang bagong sektor sa larangan ng pagpapalamig.Magbibigay ito ng bagong paraan upang mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya sa larangan ng pagpapalamig.
Ang isa pang espesyal na kababalaghan sa "torsional heat refrigeration" ay ang iba't ibang bahagi ng fiber ay nagpapakita ng iba't ibang temperatura, na sanhi ng panaka-nakang pamamahagi ng helix na nabuo sa pamamagitan ng pag-twist ng hibla sa direksyon ng haba ng hibla.Pinahiran ng mga mananaliksik ang ibabaw ng nickel titanium alloy wire na may Thermochromism coating upang makagawa ng "torsional cooling" na nagbabago ng kulay na hibla.Sa panahon ng proseso ng pag-twist at untwisting, ang hibla ay sumasailalim sa nababaligtad na mga pagbabago sa kulay.Maaari itong magamit bilang isang bagong uri ng elemento ng sensing para sa malayuang optical na pagsukat ng fiber twist.Halimbawa, sa pamamagitan ng pagmamasid sa mga pagbabago ng kulay sa mata, malalaman ng isa kung gaano karaming mga rebolusyon ang ginawa ng materyal sa malayo, na isang napaka-simpleng sensor."Sinabi ni Liu Zunfeng na batay sa prinsipyo ng" torsional heat cooling ", ang ilang mga hibla ay maaari ding gamitin para sa matalinong pagbabago ng kulay na mga tela.
Oras ng post: Hul-13-2023