中美科研團隊開發出一種新型柔性制冷方法
來源：新華網 2019-10-12 14:26:55
中美兩國科研團隊開發出一種新型柔性制冷方法，使用橡膠、魚線和鎳鈦合金等材料像“扭麻花”一般實現制冷，有望顯著提升熱機效率，節省電能并降低制冷成本。
近日發表在美國《科學》雜志上的研究顯示，這種被稱為“扭熱制冷”的新策略先對纖維加捻，然后通過解捻獲得明顯降溫，其卡諾效率可達67%，超過傳統空氣壓縮制冷不到60%的卡諾效率。卡諾效率是用于衡量熱機最大工作效率的指標。
據介紹，目前空調和冰箱制冷消耗全球約20%的電能，需求還將繼續增加，這將進一步加劇地球溫室效應。提高制冷效率是科學界亟待解決的問題。
中國南開大學和美國得克薩斯大學達拉斯分校研究人員領導的團隊將纖維狀的橡膠彈性體兩端固定，一端加捻使其形成類似于DNA的超螺旋結構，并將纖維拉長一倍。隨后，伸長和加捻后的結構在快速釋放中降溫，最大降溫點可降溫16.4攝氏度。
論文共同通訊作者、南開大學藥學院教授劉遵峰說，傳統“彈熱制冷”需要將橡皮筋拉長6至7倍再縮回，“扭熱制冷”比它的卡諾效率高一倍，且體積更小。
研究團隊使用魚線、紡織線等耐久性更強的剛性高分子材料也實現了制冷效果，且相同形變下的降溫效果比橡膠更強。研究還顯示，將4根鎳鈦合金絲加捻并解捻，最大降溫點可獲得20.8攝氏度的降溫，整體平均降溫可達18.2攝氏度，一個制冷周期只有30秒左右。
研究人員據此制作了一個冰箱模型，用3根鎳鈦合金絲給流動的水降溫，解捻每厘米0.87轉即可獲得7.7攝氏度的降溫。
研究人員還在材料表面涂覆上熱致變色涂料，使纖維隨捻度變化發生可逆的顏色變化，未來有望用于可穿戴設備、可視傳感器和智能變色織物等。(記者周舟)
關鍵詞：
制冷方法
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