ഭാവിയിൽ, റഫ്രിജറേറ്റർ തണുപ്പിക്കൽ "വളച്ചൊടിച്ച്" മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ.

കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും ഊർജ സംരക്ഷണവും ഹരിതവും പോർട്ടബിൾ കൂളിംഗ് രീതിയും മനുഷ്യൻ്റെ അശ്രാന്തമായ പര്യവേക്ഷണത്തിൻ്റെ ദിശയാണ്. അടുത്തിടെ, സയൻസ് ജേണലിലെ ഒരു ഓൺലൈൻ ലേഖനം ചൈനീസ്, അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സംയുക്ത ഗവേഷണ സംഘം കണ്ടെത്തിയ ഒരു പുതിയ ഫ്ലെക്സിബിൾ റഫ്രിജറേഷൻ തന്ത്രത്തെക്കുറിച്ച് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു - "ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് റഫ്രിജറേഷൻ". നാരുകൾക്കുള്ളിലെ ട്വിസ്റ്റ് മാറ്റുന്നതിലൂടെ തണുപ്പ് ലഭിക്കുമെന്ന് ഗവേഷണ സംഘം കണ്ടെത്തി. ഉയർന്ന റഫ്രിജറേഷൻ കാര്യക്ഷമത, ചെറിയ വലിപ്പം, വിവിധ സാധാരണ വസ്തുക്കൾക്ക് പ്രയോഗക്ഷമത എന്നിവ കാരണം, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർമ്മിച്ച "ട്വിസ്റ്റഡ് ഹീറ്റ് റഫ്രിജറേറ്റർ" വാഗ്ദാനമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

സ്‌റ്റേറ്റ് കീ ലബോറട്ടറി ഓഫ് മെഡിസിനൽ കെമിസ്ട്രി ബയോളജി, സ്‌കൂൾ ഓഫ് ഫാർമസി, നങ്കായ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ വിദ്യാഭ്യാസ മന്ത്രാലയത്തിൻ്റെ കീ ലബോറട്ടറി ഓഫ് ഫങ്ഷണൽ പോളിമർ എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള പ്രൊഫസർ ലിയു സുൻഫെംഗിൻ്റെ ടീമിൻ്റെയും റേ എച്ച്. ബോഗ്‌മാൻ്റെ ടീമിൻ്റെയും സഹകരണ ഗവേഷണത്തിൽ നിന്നാണ് ഈ നേട്ടം. , ടെക്സസ് സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി പ്രൊഫസർ, ഡാളസ് ബ്രാഞ്ച്, യാങ് ഷിസിയാൻ, നങ്കായ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഡോസെൻ്റ്.

ഊഷ്മാവ് താഴ്ത്തി അതിനെ വളച്ചൊടിക്കുക

ഇൻ്റർനാഷണൽ റഫ്രിജറേഷൻ റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റ അനുസരിച്ച്, ലോകത്തിലെ എയർകണ്ടീഷണറുകളുടെയും റഫ്രിജറേറ്ററുകളുടെയും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം നിലവിൽ ആഗോള വൈദ്യുതി ഉപഭോഗത്തിൻ്റെ 20% വരും. ഇക്കാലത്ത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന എയർ കംപ്രഷൻ റഫ്രിജറേഷൻ തത്വത്തിന് പൊതുവെ 60% ൽ താഴെയാണ് കാർനോട്ട് കാര്യക്ഷമതയുള്ളത്, പരമ്പരാഗത ശീതീകരണ പ്രക്രിയകൾ പുറത്തുവിടുന്ന വാതകങ്ങൾ ആഗോളതാപനത്തെ കൂടുതൽ വഷളാക്കുന്നു. മനുഷ്യർ ശീതീകരണത്തിനുള്ള ആവശ്യം വർധിച്ചതോടെ, റഫ്രിജറേഷൻ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ശീതീകരണ ഉപകരണങ്ങളുടെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുന്നതിനുമുള്ള പുതിയ ശീതീകരണ സിദ്ധാന്തങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യേണ്ടത് അടിയന്തിരമായ ഒരു ദൗത്യമായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

സ്വാഭാവിക റബ്ബർ വലിച്ചുനീട്ടുമ്പോൾ ചൂട് ഉണ്ടാക്കും, എന്നാൽ പിൻവലിച്ചതിന് ശേഷം താപനില കുറയും. ഈ പ്രതിഭാസത്തെ "ഇലാസ്റ്റിക് തെർമൽ റഫ്രിജറേഷൻ" എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ കണ്ടെത്തി. എന്നിരുന്നാലും, നല്ല തണുപ്പിക്കൽ പ്രഭാവം നേടുന്നതിന്, റബ്ബർ അതിൻ്റെ നീളത്തിൻ്റെ 6-7 മടങ്ങ് നേരത്തേക്ക് നീട്ടുകയും പിന്നീട് പിൻവലിക്കുകയും വേണം. ഇതിനർത്ഥം ശീതീകരണത്തിന് ഒരു വലിയ വോളിയം ആവശ്യമാണ്. മാത്രമല്ല, "താപ ശീതീകരണ" ത്തിൻ്റെ നിലവിലെ കാർനോട്ട് കാര്യക്ഷമത താരതമ്യേന കുറവാണ്, സാധാരണയായി ഏകദേശം 32% മാത്രമാണ്.

"ടോർഷണൽ കൂളിംഗ്" സാങ്കേതികവിദ്യയിലൂടെ, ഗവേഷകർ നാരുകളുള്ള റബ്ബർ എലാസ്റ്റോമർ രണ്ടുതവണ നീട്ടി (100% സ്ട്രെയിൻ), തുടർന്ന് രണ്ട് അറ്റങ്ങളും ഉറപ്പിക്കുകയും ഒരു അറ്റത്ത് നിന്ന് വളച്ചൊടിച്ച് ഒരു സൂപ്പർഹെലിക്സ് ഘടന രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു. തുടർന്ന്, ദ്രുതഗതിയിലുള്ള അഴുകൽ സംഭവിക്കുകയും റബ്ബർ നാരുകളുടെ താപനില 15.5 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് കുറയുകയും ചെയ്തു.

ഈ ഫലം 'ഇലാസ്റ്റിക് തെർമൽ റഫ്രിജറേഷൻ' സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചുള്ള കൂളിംഗ് ഇഫക്റ്റിനേക്കാൾ ഉയർന്നതാണ്: 7 മടങ്ങ് നീളമുള്ള റബ്ബർ ചുരുങ്ങുകയും 12.2 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് തണുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, റബ്ബർ വളച്ചൊടിച്ച് നീട്ടുകയും തുടർന്ന് ഒരേസമയം പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്താൽ, 'ടോർഷണൽ തെർമൽ റഫ്രിജറേഷൻ' 16.4 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ തണുക്കാൻ കഴിയും. അതേ കൂളിംഗ് ഇഫക്റ്റിന് കീഴിൽ, 'ടോർഷണൽ തെർമൽ റഫ്രിജറേഷൻ്റെ' റബ്ബറിൻ്റെ അളവ് 'ഇലാസ്റ്റിക് തെർമൽ റഫ്രിജറേഷൻ' റബ്ബറിൻ്റെ മൂന്നിൽ രണ്ട് ഭാഗം മാത്രമാണെന്നും അതിൻ്റെ കാർനോട്ട് കാര്യക്ഷമത 67% വരെ എത്തുമെന്നും, വായു തത്വത്തേക്കാൾ വളരെ മികച്ചതാണെന്നും ലിയു സുൻഫെംഗ് പറഞ്ഞു. കംപ്രഷൻ റഫ്രിജറേഷൻ.

ഫിഷിംഗ് ലൈൻ, ടെക്സ്റ്റൈൽ ലൈൻ എന്നിവയും തണുപ്പിക്കാം

"ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് റഫ്രിജറേഷൻ" മെറ്റീരിയലായി റബ്ബർ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇനിയും ധാരാളം ഇടമുണ്ടെന്ന് ഗവേഷകർ അവതരിപ്പിച്ചു. ഉദാഹരണത്തിന്, റബ്ബറിന് മൃദുവായ ടെക്സ്ചർ ഉണ്ട്, കൂടാതെ കാര്യമായ തണുപ്പിക്കൽ നേടുന്നതിന് നിരവധി ട്വിസ്റ്റുകൾ ആവശ്യമാണ്. അതിൻ്റെ താപ കൈമാറ്റം വേഗത കുറവാണ്, കൂടാതെ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ആവർത്തിച്ചുള്ള ഉപയോഗവും ദൈർഘ്യവും പോലുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാൽ, മറ്റ് "ടോർഷണൽ റഫ്രിജറേഷൻ" മെറ്റീരിയലുകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നത് ഗവേഷണ സംഘത്തിന് ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, 'ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് കൂളിംഗ്' പദ്ധതി മത്സ്യബന്ധനത്തിനും തുണിത്തരങ്ങൾക്കും ബാധകമാണെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. മുമ്പ്, ഈ സാധാരണ വസ്തുക്കൾ തണുപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ആളുകൾക്ക് മനസ്സിലായില്ല, ”ലിയു സുൻഫെംഗ് പറഞ്ഞു.

ഗവേഷകർ ആദ്യം ഈ കർക്കശമായ പോളിമർ നാരുകൾ വളച്ചൊടിച്ച് ഒരു ഹെലിക്കൽ ഘടന ഉണ്ടാക്കി. ഹെലിക്‌സ് വലിച്ചുനീട്ടുന്നത് താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കും, പക്ഷേ ഹെലിക്‌സ് പിൻവലിച്ചതിന് ശേഷം താപനില കുറയുന്നു.

"ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് കൂളിംഗ്" സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച്, പോളിയെത്തിലീൻ ബ്രെയ്‌ഡഡ് വയറിന് 5.1 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൻ്റെ താപനില കുറയാൻ കഴിയുമെന്ന് പരീക്ഷണം കണ്ടെത്തി, അതേസമയം മെറ്റീരിയൽ നേരിട്ട് വലിച്ചുനീട്ടുകയും താപനില മാറ്റങ്ങളൊന്നും നിരീക്ഷിക്കാതെ പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ തരത്തിലുള്ള പോളിയെത്തിലീൻ ഫൈബറിൻ്റെ 'ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് കൂളിംഗ്' തത്വം, വലിച്ചുനീട്ടുന്ന സങ്കോച പ്രക്രിയയിൽ, ഹെലിക്സിൻ്റെ ആന്തരിക ട്വിസ്റ്റ് കുറയുന്നു, ഇത് ഊർജ്ജത്തിൽ മാറ്റങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. താരതമ്യേന കാഠിന്യമുള്ള ഈ വസ്തുക്കൾ റബ്ബർ നാരുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ മോടിയുള്ളതാണെന്നും വളരെ ചെറുതായി വലിച്ചുനീട്ടുമ്പോഴും തണുപ്പിക്കൽ നിരക്ക് റബ്ബറിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെന്നും ലിയു സുൻഫെംഗ് പറഞ്ഞു.

നിക്കൽ ടൈറ്റാനിയം ആകൃതിയിലുള്ള മെമ്മറി അലോയ്കൾക്ക് "ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് കൂളിംഗ്" സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുന്നത് ഉയർന്ന ശക്തിയും വേഗത്തിലുള്ള താപ കൈമാറ്റവും മികച്ച കൂളിംഗ് പ്രകടനത്തിന് കാരണമാകുമെന്നും കൂടുതൽ കൂളിംഗ് ഇഫക്റ്റ് നേടുന്നതിന് കുറഞ്ഞ ട്വിസ്റ്റ് മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂവെന്നും ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി.

ഉദാഹരണത്തിന്, നാല് നിക്കൽ ടൈറ്റാനിയം അലോയ് വയറുകൾ ഒരുമിച്ച് വളച്ചൊടിക്കുന്നത്, അഴിച്ചതിന് ശേഷമുള്ള പരമാവധി താപനില 20.8 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ എത്താം, കൂടാതെ മൊത്തത്തിലുള്ള ശരാശരി താപനില ഇടിവ് 18.2 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലും എത്താം. 'തെർമൽ റഫ്രിജറേഷൻ' സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് നേടിയ 17.0 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് തണുപ്പിനേക്കാൾ അൽപ്പം കൂടുതലാണിത്. ഒരു റഫ്രിജറേഷൻ സൈക്കിളിന് ഏകദേശം 30 സെക്കൻഡ് മാത്രമേ എടുക്കൂ, ”ലിയു സുൻഫെംഗ് പറഞ്ഞു.

ഭാവിയിൽ റഫ്രിജറേറ്ററുകളിൽ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കാം

"ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് റഫ്രിജറേഷൻ" സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒഴുകുന്ന വെള്ളം തണുപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു റഫ്രിജറേറ്റർ മോഡൽ ഗവേഷകർ സൃഷ്ടിച്ചു. അവർ മൂന്ന് നിക്കൽ ടൈറ്റാനിയം അലോയ് വയറുകൾ കൂളിംഗ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിച്ചു, 7.7 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് തണുപ്പിക്കാൻ ഒരു സെൻ്റീമീറ്ററിന് 0.87 വിപ്ലവങ്ങൾ കറങ്ങി.

ഈ കണ്ടെത്തലിന് അവസരങ്ങളും വെല്ലുവിളികളും ഉള്ള 'ട്വിസ്റ്റഡ് ഹീറ്റ് റഫ്രിജറേറ്ററുകളുടെ' വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന് മുമ്പായി ഇനിയും ഒരുപാട് ദൂരം സഞ്ചരിക്കാനുണ്ട്, ”റേ ബോമാൻ പറഞ്ഞു. ഈ പഠനത്തിൽ കണ്ടെത്തിയ പുതിയ ശീതീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ റഫ്രിജറേഷൻ മേഖലയിൽ ഒരു പുതിയ മേഖലയെ വിപുലീകരിച്ചതായി ലിയു സുൻഫെങ് വിശ്വസിക്കുന്നു. റഫ്രിജറേഷൻ ഫീൽഡിലെ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഇത് ഒരു പുതിയ മാർഗം നൽകും.

"ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് റഫ്രിജറേഷൻ്റെ" മറ്റൊരു പ്രത്യേക പ്രതിഭാസം, ഫൈബറിൻ്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത താപനിലകൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ്, ഇത് നാരിനെ ഫൈബർ നീളമുള്ള ദിശയിൽ വളച്ചൊടിച്ച് ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന ഹെലിക്സിൻ്റെ ആനുകാലിക വിതരണം മൂലമാണ്. ഗവേഷകർ നിക്കൽ ടൈറ്റാനിയം അലോയ് വയറിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ തെർമോക്രോമിസം കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് "ടോർഷണൽ കൂളിംഗ്" നിറം മാറ്റുന്ന ഫൈബർ ഉണ്ടാക്കുന്നു. വളച്ചൊടിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, നാരുകൾ റിവേഴ്സിബിൾ വർണ്ണ മാറ്റങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു. ഫൈബർ ട്വിസ്റ്റിൻ്റെ റിമോട്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ അളക്കലിനായി ഇത് ഒരു പുതിയ തരം സെൻസിംഗ് ഘടകമായി ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് നിറവ്യത്യാസങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചാൽ, വളരെ ലളിതമായ സെൻസറായ മെറ്റീരിയൽ ദൂരത്തിൽ എത്ര വിപ്ലവങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയെന്ന് അറിയാൻ കഴിയും. "ടോർഷണൽ ഹീറ്റ് കൂളിംഗ്" എന്ന തത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ചില നാരുകൾ ബുദ്ധിപരമായി നിറം മാറുന്ന തുണിത്തരങ്ങൾക്കും ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ലിയു സുൻഫെംഗ് പറഞ്ഞു.