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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Безопасная бумага из лигнина для кассовых аппаратов 05.02.2026 Каждый день миллионы людей берут в руки кассовые чеки, билеты и ярлыки, даже не задумываясь о том, какой экологический и токсический след оставляет этот тонкий листок бумаги. Термобумага, на которой печатают без чернил, давно стала стандартом благодаря дешевизне и удобству, однако ее оборотная сторона оказывается крайне неприятной. Покрывающий слой содержит химические проявители, среди которых особенно опасны бисфенолы - BPA и BPS. Эти вещества легко проникают через кожу, накапливаются в организме и обнаруживаются в крови кассиров, часто контактирующих с чеками. Попадая в отходы, они загрязняют почву и воду, создавая долгосрочную угрозу для экосистем. Создать экологически чистую альтернативу оказалось невероятно сложно. Новая термобумага должна быть недорогой, устойчивой к выцветанию под действием света и при этом полностью безопасной для человека и природы. Большинство попыток заменить токсичные проявители заканчивались неудачей: либо материал получался слишком дорогим, либо недостаточно стабильным. Однако исследователи из Швейцарского федерального технологического института (EPFL) нашли решение в самом неожиданном месте - в лигнине, веществе, которое бумажная промышленность традиционно считает отходом. Лигнин - это природный полимер, который скрепляет волокна целлюлозы в древесине, придавая ей прочность. Обычно его удаляют в процессе варки целлюлозы и просто сжигают или сливают в стоки. Ученые EPFL обратили внимание на химические группы лигнина, которые способны изменять цвет под действием тепла - примерно так же, как это делают бисфенолы в обычной термобумаге. Главная трудность заключалась в том, что натуральный лигнин имеет темно-коричневый оттенок, а поверхность чека должна оставаться светлой. Для решения проблемы применили технологию фракционирования, которая позволила выделить из лигнина светлые, почти бесцветные полимеры. Эти очищенные фракции смешали с небольшим количеством сенсибилизатора на основе растительного сахара. Получившееся биопокрытие наносится тонким слоем на обычную бумагу и отлично работает на стандартных кассовых аппаратах с нагревом. При контакте с горячей печатающей головкой покрытие локально темнеет, формируя четкий контрастный текст. Тесты подтвердили высокую практическую ценность нового материала. Чеки, напечатанные на лигниновой термобумаге, сохраняют читаемость текста даже после нескольких месяцев воздействия прямого солнечного света, а через год хранения информация остается различимой. Конечно, контрастность пока уступает традиционным бисфенольным покрытиям - буквы получаются чуть бледнее, - однако уровень токсичности нового материала в тысячи раз ниже, чем у классической термобумаги. При этом лигнин полностью биоразлагаем и не несет угрозы ни здоровью человека, ни окружающей среде. Разработка EPFL демонстрирует, как можно превращать промышленные отходы в ценный ресурс, одновременно решая экологические и токсикологические проблемы. Лигниновое покрытие открывает путь к созданию по-настоящему "зеленой" термобумаги, которая не будет отравлять кассиров и загрязнять свалки. Ученые уже работают над дальнейшим улучшением контрастности и снижением стоимости производства, чтобы технология могла выйти на массовый рынок.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026