ایده های خوب سبک زندگی

“یخچال های ریسمان تابیده”خنک شدن با باز کردن فیبرها

نوشته شده توسط تارا صفری

 سردخانه ها و تهویه هوا در زندگی روزمره بسیار حیاتی هستند و مقادیر زیادی برق مصرف می کنند و این امر به مهندسان الهام می بخشد تا روش های جدیدی را برای بهبود کارآیی پیدا کنند. برای کمک به این امر، محققان ، تکنیکی جدید وغیرمعمول  ایجاد کرده اند که می تواند منجر به “یخچال های ریسمان تابیده” شود ، که با باز کردن پیچ و تاب الیافی که به شدت پیچ خورده اند خنک می شوند.

 

طرح جدید براساس یک اصل به نام خنک کننده elastocaloric طراحی شده است. به عبارت ساده ، یک باند لاستیکی وقتی کشیده می شود گرم می شود و در صورت اجازه استراحت دوباره خنک می شود. به نظر می رسد که این مورد در  پیچاندن و باز کردن پیچ  مواد ، که محققان آن را “خنک کننده twistocaloric” نامیده می شوند ، اعمال می شود.

این رفتار elastocaloric لاستیک طبیعی از اوایل دهه 1800 شناخته شده است. وی افزود: “اما برای دریافت خنک کنندگی بسیار از باند لاستیکی ، باید کشش بسیار زیادی اعمال شود. با خنک کننده twistocaloric، ما متوجه شدیم که تمام کاری که باید انجام دهیم آزاد کردن پیچ و تاب ریسمان پیچیده است.

Ray Baughman ، نویسنده مسئول این مطالعه

در آزمایشات ، محققان الیاف لاستیکی را کشیدند ، سپس آنها را آنقدر پیچانده و تبدیل به superercoiled”  ” کردند. آنها دریافتند كه با آزاد كردن سریع پیچ و تاب ، می توانند سطح لاستیک را تا 15.5 درجه سانتیگراد (27.9 درجه فارنهایت) خنك كنند. هنگامی که  هر دو پیچ و تاب را همزمان آزاد کردند ، آن اثر خنک کننده تا 16.4 درجه سانتیگراد (29.5 درجه فارنهایت) برآمد.

اما این فقط لاستیک نیست – این تیم دریافت که اثر خنک کننده twistocaloric بر روی موادی مانند نخ ماهیگیری و سیم نیکل تیتانیوم هم موثر است که رها شدن قطعه پیچیده شده نخ ماهیگیری سطح را 5.1 درجه سانتیگراد (9.2 درجه فارنهایت)  سرد می کند.در حالی که تیتانیوم نیکل عملکرد بهتری داشته و حداکثر خنک کننده 17 درجه سانتیگراد (30.6 درجه فارنهایت) را با دست نخوردن به سیم به دست آورد. این امر می تواند با اتصال مجموعه هایی از سیم حتی بیشتر تحت فشار قرار گیرد – برای مثال ، چهار سیم نیکل تیتانیوم  ، 20.8 درجه سانتیگراد (37.4 درجه فارنهایت) را سرد می کند.

 

در مرحله بعد ، تیم نشان داد كه چگونه این ماده می تواند مواد همسایه را خنك كند ، نه فقط سطح خود ماده. باز کردن پیچ  از مجموعه ی از سه سیم نیکل تیتانیوم در داخل دستگاه ، جریان آب را تا 7/7 درجه سانتیگراد (13.9 درجه فارنهایت) خنک می کند.

این تیم می گوید دستگاه هایی که با استفاده از این فناوری خنک می شوند – “یخچال های ریسمان تابیده”  – در آینده ممکن است وجود داشته باشند ، اما در حال حاظر موانع زیادی وجود دارد. و با پوشاندن الیاف در رنگ ترموکرومی – که با تغییر دما تغییر رنگ می دهد – سنسورهایی ساخته می شوند که فشار و پیچش در مواد را مانیتور می کنند.

بسیاری از چالش ها و فرصت ها در مسیر این اکتشافات اولیه تا تجاری سازی یخچال های ریسمان تابیده، برای کاربردهای متنوع و بزرگ و کوچک وجود دارد.” “از جمله این چالش ها ، نیاز به نشان دادن وسایل و مواد تصفیه شده، است که با بازیابی بخشی از انرژی مکانیکی وارد شده ، طول عمر و کارآیی چرخه را هدف قرار می دهند. این فرصت ها شامل استفاده از مواد پیچشی و بهینه سازی کردن عملکرد آنها است ، بجای نامزدهای تجاری محدود موجود که در حال حاضر مورد مطالعه قرار گرفته اند.

Baughman
اشتراک گذاری

درباره نویسنده

تارا صفری