Открыт принципиально новый способ охлаждения

17.01.2023

Стандартные холодильные системы работают с помощью охлаждаемого газа по мере расширения. Этот способ чрезвычайно эффективен, однако используемые в нем газы чрезвычайно вредны для окружающей среды.

В новом исследовании группа ученых из Национальной лаборатории Лоуренса и Калифорнийского университета в Беркли сосредоточилась на изобретении принципиально нового способа охлаждения, который был не только эффективным и менее затратным, но и оставался дружественным для окружающей среды.

Новый метод, разработанный исследователями, называется ионокаллорическим охлаждением - в нем используются преимущества накопления и высвобождения энергии при изменении фазы материала, например, когда вода переходит из твердого состояния в жидкое.

По словам инженера-механика Дрю Лилли, одним из способов заставить лед таять без нагрева добавить несколько заряженных частиц или ионов. Наиболее распространенным примером этого в действии является посыпание льда солью зимой - по сути, ионокалорический цикл также использует соль для изменения фазы жидкости и охлаждения окружающей среды.

На сегодняшний день ландшафт хладагентов является одной из самых серьезных нерешенных проблем. До сих пор никому не удавалось создать альтернативное решение, которое охлаждало бы продукты столь же эффективно и вместе с тем было безопасным и не причиняло вреда окружающей среде.

Исследователи предполагают, что именно ионокалорический цикл может помочь достичь всех этих целей, однако основной задачей является его правильная реализация. В ходе исследования ученые разработали теорию ионокалорического цикла, чтобы продемонстрировать, как она потенциально может конкурировать, а возможно и превзойти используемые сегодня системы охлаждения.

Ученые разработали модель, в которой проходящий через систему ток перемещал бы в ней ионы, тем самым сдвигая точку плавления материала, чтобы изменить температуру. Позже исследователи подтвердили теорию лабораторными экспериментами с использованием соли (приготовленной из йода и натрия). Отметим, что этот органический растворитель используется в литий-ионных батареях и производится с использованием углерода в качестве исходного материала. В результате этот подход может сделать систему нулевой, но и отрицательной.

В ходе экспериментов ученым удалось воспроизвести сдвиг температуры на 25 градусов по Цельсию на средства менее одного вольта заряда электричества. Этот результат превосходит все, чего удавалось достичь ученым с помощью других технологий.

<< Назад: Влияние питания ребенка на его будущий характер 17.01.2023

>> Вперед: Искусственные органические нейроны 16.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Интеллект и климат 05.08.2011 Климат местности влияет на интеллект населения. К такому выводу пришли американские психологи из университета Миссури. Между среднегодовой температурой и коэффициентом интеллекта населения разных штатов США существует обратная связь: чем холоднее климат, тем умнее население. Эти данные подтверждают закономерность, замеченную еще в 2006 году, когда соответствующие тесты на интеллект были проведены в 129 странах мира: в более холодных странах коэффициент интеллекта в среднем выше, чем в теплых. Причины такой связи непонятны, но предполагают, что в суровых условиях северных стран население подвергалось естественному отбору "на интеллект".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025