Новый полимер охлаждается от электрического поля

Новый полимер, созданный учёными из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University), может менять свою температуру в зависимости от напряжённости электрического поля.

Причём в режиме, достаточном для функционирования бытовой электроники.

По словам исследователей, изобретение может пригодиться для разработки новых компьютерных кулеров, а также для производства "экологически чистых" холодильников.

В принципе, электрокалорический эффект известен уже давно, с 1960-х годов прошлого века. Заключается он в возможности охлаждения или нагрева некоторых материалов под воздействием электрического поля.

Например, если вы хотите что-то охладить, вам нужно лишь завернуть это что-то в специальный материал и приложить поле – далее всё будет происходить в соответствии с термодинамическими законами.

Но широкого применения данная технология не получила ввиду малой продуктивности: наибольшие изменения температуры, которые удавалось достичь, не превышали 2 °C.

В последнее время наметились кое-какие подвижки в этой области. В 2006 году в журнале Science группа учёных из Кембриджа во главе с Алексеем Мищенко (Alexei Mischenko) опубликовала результаты эксперимента по использованию электрокалорического эффекта в керамических материалах.

Полученная величина нагрева/охлаждения составила 12 °C. Но, увы, лишь при температурах свыше 220 °C. А рабочий режим микропроцессора – около 85 °C.

Новый американский полимер, утверждают разработчики, достигает тех же параметров, но уже при 70 °C.

И у него есть ещё одно преимущество – хорошая теплопроводность. В семь раз лучшая, чем у керамики. "В кулере помимо собственно охлаждения важно знать, куда девать отведённое тепло", — напоминает руководитель исследования Чжан Цимин (Qiming Zhang).

По мнению доктора Цимина, полезные качества полимера обусловлены его молекулярной структурой: "В керамике атомы "закреплены" более жёстко, а в полимерах на их положение можно воздействовать электрическим полем".

По словам сотрудника Intel Раджива Монгиа (Rajiv Mongia), новый материал будет весьма кстати в ноутбуках – ведь его можно будет просто соединить с процессором или необходимой микросхемой для их последующего охлаждения.

Кстати, минимальный порог температурной дельты для чипов – 10 °C, так что разработка учёных из Пенсильвании вполне подходит на эту роль.

Есть, правда, одна загвоздка: выход на рабочий режим требует электрического напряжения в 120 вольт. А для переносных компьютеров это уже не годится.

Но и запасной вариант найдётся. Возможно, первыми, кто возьмёт полимер на вооружение, станут производители холодильных установок. По расчётам доктора Нила Матура (Neil Mathur), принимавшего участие в "керамическом проекте", применение новой технологии позволит сократить энергопотребление на 30-40%.

А главное, можно обойтись без использования опасных для озонового слоя хлорфторуглеводородов (CFC). 

membrana.ru