您所在的位置:索河雍平信息门户网>教育>中美科研团队开发出“扭麻花”制冷方法

中美科研团队开发出“扭麻花”制冷方法

发布时间:2019-11-07 07:21:00

新华社华盛顿10月11日电(记者周舟)中美科研团队开发了一种新的柔性制冷方法,利用橡胶、钓鱼线和镍钛合金等材料实现制冷。它有望显著提高热机的效率,节约电能,降低制冷成本。

最近发表在美国《科学》杂志上的一项研究表明,这种被称为“扭曲热制冷”的新策略首先扭曲纤维,然后通过解扭曲获得明显的冷却,卡诺效率为67%,超过了传统空气压缩制冷不到60%的卡诺效率。卡诺效率是用来衡量热机最大工作效率的指标。

据报道,空调和冰箱目前消耗了全球约20%的电力,需求将继续增加,这将进一步加剧全球温室效应。提高制冷效率是科学界迫切需要解决的问题。

由中国南开大学和美国达拉斯德克萨斯大学的研究人员领导的一个团队固定了纤维橡胶弹性体的两端,并扭曲了一端,形成了类似于dna的超螺旋结构,使纤维长度增加了一倍。随后,拉伸和扭转后的结构快速释放冷却,最大冷却点为16.4摄氏度。

该论文的合著者、南开大学医学院教授刘祖峰表示,传统的“弹性热制冷”需要将橡皮筋拉伸6-7次,然后再将其收回。“扭转热制冷”的效率是卡诺效率的两倍,也小于卡诺效率。

研究小组还通过使用更耐用的刚性高分子材料如钓鱼线和纺织线实现了冷却效果,相同变形下的冷却效果比橡胶更强。研究还表明,加捻和退捻4根镍钛诺长丝可在最大降温点降温20.8摄氏度,总平均降温可达18.2摄氏度,制冷循环仅约30秒。

研究人员基于此制作了一个冰箱模型,使用3根镍钛合金线来冷却流动的水,以每厘米0.87转的速度解开缠绕可以达到7.7摄氏度的冷却。

研究人员还在材料表面涂覆了热变色涂层,使纤维能够随着捻度的变化而可逆地变色,这有望在未来用于可穿戴设备、视觉传感器、智能变色织物等。

资料来源:新华社

秒速赛车app