Разработан новый тип охлаждения за счет принудительного перехода жидкость-газ

Москва, 14:23, 20 Июн 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Ученые сделали революционное открытие в поиске природных альтернатив гидрофторуглеродам в системах охлаждения, вроде воды и спирта. Команда показала, что понижению температуры способствует переход жидкость-газ, вызванный наногубкой, эластичным материалом с порами, размером до 10 нм.

Исследование было проведено специалистами из Nissan Motor Co., университетов Тохоку, Синсю и Окаямы, сообщает sciencedaily.com. Проект может помочь в создании боле эффективных охладителей с меньшим углеродным следом.

В стандартных системах охлаждения и кондиционирования используются гидрофторуглероды. Это – опасные для окружающей среды вещества. Их потенциал глобального потепления в 1300 раз больше, чем у углекислого газа.

Ученые успешно инициировали принудительный переход из жидкости в газ с помощью наногубки. При сжатии влажной структуры ожидается, что из нее вытечет вода. Но в наногубке с порами, менее 10 нм, возникает другое явление. Даже при низком давлении она сохраняет жидкость. С повышением нагрузки вышедшее содержимое немедленно испаряется. Возвращаясь в начальную форму, губка поглощает газ.

До сегодняшнего дня исследователи не проводили опыты со сдавливанием нанопористых материалов, так как их сложно деформировать. Команда решила проблему, разработав собственную мягкую, эластичную структуру, состоящую из отдельных слоев графеновых стенок. Ученые измерили результаты самодельным оборудованием, созданным для слежения за переходом из жидкости в газ под действием механических сил.

В данный момент существует 2 метода изменения состояния вещества, удерживаемого в порах. Жидкость либо нагревают, либо снижают давление в газовой фазе. Сдавливание предлагает третий способ, создавая новую тему для физической химии и предлагая путь к более экологически дружественным системам охлаждения.

Результаты исследования представлены в Nature Communications.