本报讯(记者陈建强 刘茜 通讯员吴军辉)近日在线出版的《科学》(Science)杂志,介绍了中国南开大学与美国得克萨斯州立大学达拉斯分校的联合科研成果:柔性制冷新策略——“扭热制冷”。这种新式制冷技能,为制冷领域扩大了一个新的板块,这将为下降制冷领域动力损耗提供一种新的途径。
这项发现来自南开大学药物化学生物学国家要点实验室、药学院、功用高分子教育部要点实验室刘遵峰教授团队与美国得克萨斯州立大学达拉斯分校教授、南开大学杨石先讲座教授雷·鲍曼(Ray H.Baughman)团队的协作研究。刘遵峰、雷·鲍曼为论文一起通讯作者,南开大学为论文第一单位。
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他们发现,改变纤维内部的捻度能够完成降温。因为制冷效率更高、体积更小且适用于天然橡胶、垂钓线以及镍钛合金等多种普通资料,依据这种方法制成的“扭热冰箱”也变得前景可期。
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依据世界制冷研究机构的数据统计,现在世界上运用空谐和冰箱制冷耗费的电能约占全球电能损耗的20%。现在被广泛应用的空气压缩原理制冷,其卡诺效率一般低于60%。传统的冰箱在制冷过程释放出的气体正在加重地球变暖。随着人类对制冷需求的增加,探索新式制冷理论和计划,进一步提高制冷效率,下降本钱并减小制冷设备的尺度,成为当务之急。
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橡皮筋拉伸会发热,缩回后温度会下降,这种现象叫“弹热制冷”。其他固态制冷技能还包含电热制冷、磁热制冷以及镍钛合金形状记忆资料等新式计划。可是,这些制冷技能的卡诺效率均未超过空气压缩制冷技能。
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通过“扭热制冷”技能,人们只需要解捻就能够使卡诺效率到达67%。这意味着,通过运用橡胶、垂钓线等普通资料进行制冷,有望取得更高卡诺效率,然后节省更多电能,下降制冷本钱。
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“有趣的是,咱们发现,‘扭热制冷’计划也适用于垂钓线、纺织线。之前,人们并没有意识到这些普通的资料能够用来进行制冷。”刘遵峰说。研究人员还发现,将“扭热制冷”技能应用于强度更大、传热更快的镍钛形状记忆合金时,制冷效果更佳,且只需要参加较低的捻度,就会取得比较大的降温。v
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“这些开始的发现,距离‘扭热冰箱’的商业化依然有很长的路要走,也存在很多机会与应战”,雷·鲍曼说,“这些应战包含开发新式的器件与资料以提高循环运用寿命,合理
河南驻马店墙体广告利用输入功以提高效率。潜在的机会包含,除运用商业化的现有资料,进一步优化‘扭热制冷’资料,取得最佳性能。”
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据了解,清华大学、
武汉大学、佐治亚南边大学、清华大学
深圳世界研究生院、林德科(美国)研究中心、巴西坎皮纳斯州立大学、
天津理工大学、
辽宁科技大学、中国药科大学等单位参与了此项研究。
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