Охлаждающий полимер


В университете штата Пенсильвания (Pennsylvania State University) разработан полимер, температура которого меняется в зависимости от приложенного электрического поля. Этот материал исследователи надеются использовать для эффективного охлаждения компьютерных чипов и создания экологически чистых холодильников.

Секрет нового материала кроется в так называемом электрокалорическом эффекте — изменении температуры диэлектрика в под действием электрического поля. Он является антиподом более известного пироэлектрического эффекта, при котором нагрев или охлаждение материала вызывает на его поверхности электрическую разность потенциалов.

Электрокалорический эффект проявляется во многих материалах, но на разных температурах. Так, еще в 2006 году был описан керамический материал, в котором этот эффект наблюдался при 220°C. В отличие от него, новый полимер может применяться при температуре всего 55°C, т.е. подходит для отвода тепла от компьютеров и ноутбуков.

Важная характеристика любой охлаждающей системы — количество тепла, которое может быть отведено. Как показали измерения, полимерный материал отводит в семь раз больше тепла, чем керамика. Это объясняется массивностью атомов керамики, их сложнее перемещать.

По заверениям специалистов, новый полимер может существенно упростить систему охлаждения ноутбука или компьютера, уменьшив ее размеры до размера одного чипа. Однако это произойдет не так скоро. Дело в том, что сейчас для «правильной работы» полимера к нему необходимо приложить напряжение порядка 120 В. Очевидно, что это напряжение должно быть на несколько порядков ниже, над чем сейчас и работают ученые университета.

Новый подход может быть применен и к бытовым холодильникам. Известно, что кухонные холодильники негативно влияют на экологическую обстановку из-за содержащегося в них фреона (HFC, hydrofluorocarbon). Разработанный полимер не только не вредит окружающей среде, но и более эффективен и дешев по сравнению с традиционными материалами.

Главным недостатком нового материала является его пленочная структура, позволяющая понижать температуру охлаждаемого объекта только на 12°C. Этого, конечно, не достаточно, и разработки продолжаются.

Дополнительная информация здесь

На рисунке показана тонкая пленка из электрокалорического полимера толщиной от 4 до 2 мкм, температура которой понижается на 12°C под действием электрического поля.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *