Охлаждающийся материал на основе верблюжего меха

15.11.2020

Исследователи вдохновились мехом верблюда и разработали материал, который может понижать свою температуру, не расходуя при этом электроэнергию.

Материалы охлаждаются при испарении воды с их поверхности. Но как только вся вода испаряется, охлаждающий эффект пропадает. Верблюды, как никто другой, приспособлены к жизни в пустыне. Хотя с первого взгляда кажется, что "лысый" верблюд будет охлаждаться эффективнее покрытого мехом, на самом деле это не так. Мех защищает кожу животного от нагрева и в то же время позволяет поту испаряться медленнее. В результате охлаждение длится дольше, что позволяет верблюду экономить воду на охлаждении кожи.

Новый материал, созданный исследователями из Массачусетского технологического института, работает аналогичным образом. Он состоит из двух слоев: снизу расположен гидрогель, а сверху - пористый аэрогель на основе кремнезема. Гидрогель на 97% состоит из воды, которая испаряется при нагревании. Благодаря этому температура материала понижается при подаче тепла. Аэрогель обладает очень низкой теплопроводностью и поглощает очень мало тепла из окружающей среды. Это позволяет сохранять нижний слой гидрогеля холодным.

В ходе экспериментов "голый" слой гидрогеля толщиной 5 миллиметров терял всю свою воду в течение 40 часов при температуре окружающей среды 30 °C. Однако после покрытия гидрогеля 5-миллиметровым слоем аэрогеля, время высыхания материала при той же температуре возросло до 200 часов. При охлаждении температура материала понизилась на 7 °C. Охлаждающий эффект "возобновляем": после полного высыхания материала к нему достаточно добавить воды, и он снова будет охлаждать внешнюю среду.

Создание аэрогеля пока остается довольно сложной и дорогостоящей задачей, поэтому исследователи ищут новые материалы, которые могли бы его заменить. Ученые надеются, что их технология поможет людям в жарких регионах. Она может удешевить доставку и хранение продовольствия и медикаментов.

<< Назад: Мини-ПК ASRock iBOX-V2000 15.11.2020

>> Вперед: Серверный 3D-ускоритель Intel H3C XG310 14.11.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Сверхлегкий керамический материал 10.03.2019 Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и восьми других научно-исследовательских институтов совместными усилиями создали чрезвычайно легкий и механически устойчивый аэрогельный материал, в основе которого лежит керамическое соединение. Этот материал, в первую очередь, может использоваться в качестве защиты космических кораблей из-за того, что он способен выдерживать большие температуры и резкие температурные перепады, которые достаточно часто возникают во время космических миссий. Помимо стойкости к температуре и перепадам, уникальный атомарный состав нового материала и его микроскопическая структура делают его необычайно упругим. Материал может быть сжат до 5 процентов от его первоначального объема и восстановить после этого свою изначальную форму. Для сравнения, другие керамические аэрогели без потерь выдерживают сжатие максимум до 20 процентов от начального объема. Основой нового материала являются тончайшие слои нитрида бора, керамического соединения, атомы которого формируют кристаллическую решетку в форме шестиугольника. Во время испытаний новый материал подвергался разнообразным воздействиям различной природы, некоторые из которых являются губительными для других аэрогелей. К примеру, материал остался в целости после охлаждения до температуры в -198 градусов и последующего быстрого нагрева (за несколько секунд) до температуры в 900 градусов. А за неделю постоянного пребывания при температуре в 1400 градусов Цельсия, новый материал утратил всего 1 процент от начальной механической прочности. Еще одной отличительной особенностью нового материала является его реакция на повышение температуры, которая обратна реакции любого другого нормального материала. При увеличении температуры новый аэрогель не расширяется, а, наоборот, сокращается в размерах. Это его свойство позволяет материалу выдерживать многократные температурные перепады без потерь структурной целости и механической прочности. Для изготовления нового керамического аэрогеля был разработан новый уникальный технологический процесс. Согласно имеющейся информации, этот техпроцесс подходит для условий крупномасштабного массового производства и его легко адаптировать для производства аэрогелей из других видов керамических материалов. "Эти новые материалы могут стать крайне полезными для изготовления высокоэффективной тепловой изоляции, используемой в космической технике, автомобилях и технологическом специализированном оборудовании" - пишут исследователи, - "Помимо этого, новые материалы могут быть использованы в системах аккумулирования тепловой энергии, в технологиях фильтрации и катализа".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025