Nová chladiaca technológia inšpirovaná kožušinou ťavy funguje aj bez dodávania energie

1

V novej štúdii vedci z MIT opisujú inovatívnu technológiu, pomocou ktorej možno chladiť potraviny a zdravotnícke potreby bez dodávania energie. Systém bol inšpirovaný ťavami, ktoré na život v púšti potrebujú pot a kožušinu. Bez kožušiny by sa totiž príliš rýchlo spotili a došla by im voda. Nový systém napodobňuje potné žľazy ťavy a izolujúcu kožušinu vrstvením dvoch materiálov. Na spodnú vrstvu systému výskumníci použili hydrogél, vysoko absorpčnú sieť polymérov, ktorá je extrémne nabitá vodou.

Keď sa voda z hydrogélu odparuje, kvapalina ochladzuje povrch, na ktorom je. Vrchná vrstva je aerogél, štruktúry hydrofóbneho oxidu kremičitého s malými pórmi, ktoré spôsobujú, že viac ako 90 percent materiálu tvorí vzduch.  Preto sa aerogél označuje ako „najľahšia tuhá látka na svete“. Funguje ako kožušina ťavy, izoluje hydrogél od teplejšieho okolia a spomaľuje odparovanie vody na trvalý chladiaci výkon. Vedci vedeli, že vrstva navrchu hydrogélu musí byť izolačná aj pórovitá, aby sa cez ňu mohla odparovať voda.

Keby bola izolačná vrstva príliš tenká, nedokázala by izolovať hydrogél od okolitého tepla. A keby bola vrstva aerogélu príliš hrubá alebo nedostatočne pórovitá, voda z hydrogélu by sa nemohla odpariť a technológia by stratila chladiaci účinok.  Správny dizajn zamedzí príliš rýchle odparovanie vody, ale nezabráni mu úplne. Na zistenie správnej hrúbky vrstiev tím umiestnil tepelný senzor pod vrstvy a systém uložil do komory s regulovanou vlhkosťou a teplotou.

Senzor v priebehu času monitoroval teplotu pod hydrogélom, keď sa kvapalina odparovala do komory s teplotou 30 °C. Systém s dvoma vrstvami znížil teplotu blízko samotného hydrogélu, ale dvojnásobný systém udržiaval tento chladiaci účinok oveľa dlhšie. Vrstvené materiály predĺžili čas chladenia o 400 percent. Keďže systém je priehľadný, dal by sa použiť na izoláciu povrchov, ako sú okná, ale aj v mnohých iných oblastiach, kde sa vyžaduje pasívne chladenie.

Jedna z prekážok pri implementácii tohto druhu technológie je potreba udržiavať hydrogél vlhký. Hydrogél totiž získava svoju energiu z vody, len čo sa táto voda odparí, materiál už neochladzuje povrch, na ktorom je. Oživiť by sa dal napríklad dažďovou vodou alebo kondenzáciou, jeho chladiaci výkon by tak mohol byť nekonečný. Výskum bol publikovaný v časopise Joule.

Zdroj: smithsonianmag.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

1 komentár

Zlý sen fyzika reakcia na: Nová chladiaca technológia inšpirovaná kožušinou ťavy funguje aj bez dodávania energie

16.11.2020 16:11
Toto mohol napísať len študent, ktorý sa venoval fyzike ako Matovič diplomovke!!!
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať