Илүү үр ашигтай, эрчим хүч хэмнэсэн, ногоон, зөөврийн хөргөлтийн арга бол хүний тасралтгүй эрэл хайгуулын чиглэл юм.Саяхан "Science" сэтгүүлд гарсан онлайн нийтлэлд Хятад, Америкийн эрдэмтдийн хамтарсан судалгааны багийн олж илрүүлсэн уян хатан хөргөлтийн шинэ стратеги болох "мушгирах дулааны хөргөлт"-ийн талаар мэдээлсэн байна.Судалгааны багийнхан утаснуудын доторх эргэлтийг өөрчлөх нь хөргөлтөд хүрч болохыг олж мэдэв.Хөргөлтийн үр ашиг өндөр, жижиг хэмжээтэй, төрөл бүрийн энгийн материалд хэрэглэх боломжтой тул энэхүү технологид суурилсан "эрчилсэн дулаан хөргөгч" нь ирээдүйтэй болсон.
Энэхүү амжилт нь Нанкай их сургуулийн Эм зүйн сургуулийн Эмийн химийн биологийн улсын түлхүүр лаборатори, Нанкай их сургуулийн Боловсролын яамны функциональ полимерийн гол лабораторийн профессор Лю Зунфэнгийн баг, Рэй Х.Баугманы багийн хамтын судалгааны үр дүнд бий болсон юм. , Даллас дахь Техасын их сургуулийн профессор, Нанкай их сургуулийн доктор Ян Шишян нар.
Зүгээр л температурыг бууруулж, эргүүлээрэй
Олон улсын хөргөлтийн судалгааны хүрээлэнгийн мэдээллээс үзэхэд дэлхийн нийт цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээний 20 орчим хувийг агааржуулагч, хөргөгчний цахилгааны хэрэглээ эзэлж байна.Өнөө үед агаар шахах хөргөлтийн өргөн хэрэглэгддэг зарчим нь ерөнхийдөө Карногийн үр ашиг нь 60% -иас бага байдаг бөгөөд уламжлалт хөргөлтийн процессоос ялгардаг хий нь дэлхийн дулаарлыг улам хурцатгаж байна.Хүн төрөлхтний хөргөлтийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа энэ үед хөргөлтийн үр ашгийг дээшлүүлэх, зардлыг бууруулах, хөргөлтийн төхөөрөмжийн хэмжээг багасгах шинэ онол, шийдлүүдийг судлах нь яаралтай ажил болоод байна.
Байгалийн каучук нь сунах үед дулаан үүсгэх боловч татсаны дараа температур буурах болно.Энэ үзэгдлийг "уян дулааны хөргөлт" гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг аль хэдийн 19-р зууны эхэн үед илрүүлсэн.Гэхдээ сайн хөргөх үр дүнд хүрэхийн тулд резинийг өөрийн уртаас 6-7 дахин уртаар сунгаж, дараа нь буцааж авах шаардлагатай.Энэ нь хөргөгчинд их хэмжээний эзэлхүүнийг шаарддаг гэсэн үг юм.Түүгээр ч зогсохгүй "дулааны хөргөлтийн" одоогийн Карногийн үр ашиг харьцангуй бага буюу ихэвчлэн ердөө 32% байдаг.
Судлаачид " мушгих хөргөх " технологийн тусламжтайгаар утаслаг резинэн эластомерыг хоёр удаа сунгаж (100% суналт), дараа нь хоёр үзүүрийг нь бэхэлж, нэг үзүүрээс нь мушгиж Superheliks бүтэц үүсгэсэн.Дараа нь хурдан тайрч, резинэн утаснуудын температур Цельсийн 15.5 градусаар буурчээ.
Энэ үр дүн нь "уян дулааны хөргөлтийн" технологийг ашиглан хөргөх нөлөөнөөс өндөр байна: сунгасан резин нь 7 дахин удаан агшиж, цельсийн 12.2 хэм хүртэл хөрнө.Гэсэн хэдий ч резинийг мушгиж, сунгаж, дараа нь нэгэн зэрэг суллавал "мушгирах дулааны хөргөлт" нь 16.4 хэм хүртэл хөрнө.Лю Зунфэн хэлэхдээ, ижил хөргөлтийн нөлөөгөөр "мушгирах дулааны хөргөлтийн" резинэн эзэлхүүн нь "уян дулааны хөргөлтийн" резинний ердөө гуравны хоёртой тэнцэх бөгөөд түүний Карногийн үр ашиг нь 67% хүрч, агаарын зарчмаас хамаагүй илүү юм. шахалтын хөргөлт.
Загас барих шугам, нэхмэлийн шугамыг мөн хөргөж болно
Судлаачид резинийг "мушгирах дулааны хөргөлтийн" материал болгон сайжруулах олон боломж байсаар байгааг танилцуулсан.Жишээлбэл, резин нь зөөлөн бүтэцтэй бөгөөд мэдэгдэхүйц хөргөлттэй байхын тулд олон мушгиа шаарддаг.Дулаан дамжуулах хурд нь удаан байдаг тул дахин ашиглах, материалын бат бөх чанар зэрэг асуудлуудыг анхаарч үзэх хэрэгтэй.Тиймээс бусад "мушгирах хөргөлтийн" материалыг судлах нь судалгааны багийн хувьд чухал нээлт болсон.
Сонирхолтой нь бид "мушгирах дулааны хөргөлтийн" схем нь загас агнуур, нэхмэлийн шугамд бас хамааралтай болохыг олж мэдсэн.Өмнө нь хүмүүс эдгээр энгийн материалыг хөргөхөд ашиглаж болно гэдгийг ойлгодоггүй байсан "гэж Лю Зунфэн хэлэв.
Судлаачид эхлээд эдгээр хатуу полимер утаснуудыг мушгиж, мушгиа хэлбэртэй бүтэцтэй болгосон.Мушгиа сунгах нь температурыг нэмэгдүүлэх боломжтой боловч мушгиа татсаны дараа температур буурдаг.
Туршилтын үр дүнд полиэтилен сүлжсэн утас нь "мушгирах дулаан хөргөх" технологийг ашиглан температурын 5.1 градусын уналт үүсгэдэг, харин материалыг шууд сунгаж, температурын өөрчлөлт бараг ажиглагддаггүй.Энэ төрлийн полиэтилен эслэгийг " мушгих дулаанаар хөргөх " зарчим нь суналтын агшилтын явцад мушгиагийн дотоод эргэлт багасч энерги өөрчлөгдөхөд хүргэдэг.Лю Зунфэн хэлэхдээ, эдгээр харьцангуй хатуу материал нь резинэн утаснаас илүү бат бөх бөгөөд маш богино хугацаанд сунгасан ч хөргөх хурд нь резинээс давдаг.
Судлаачид мөн өндөр бат бэх, илүү хурдан дулаан дамжуулалт бүхий никель титан хэлбэрийн санах ойн хайлш дээр " мушгирах дулаан хөргөх " технологийг ашиглах нь илүү сайн хөргөлтийн гүйцэтгэлийг бий болгодог бөгөөд илүү их хөргөлтийн үр дүнд хүрэхийн тулд зөвхөн бага мушгих шаардлагатай болохыг тогтоожээ.
Жишээлбэл, никель титан хайлштай дөрвөн утсыг мушгихад тайлсаны дараа хамгийн их температурын уналт 20.8 хэм, нийт дундаж температурын уналт мөн 18.2 хэм хүрч болно.Энэ нь "дулааны хөргөлтийн" технологийг ашиглан 17.0 хэмийн хөргөлтөөс арай өндөр байна.Хөргөлтийн нэг эргэлт ердөө 30 секунд л болдог" гэж Лю Зунфэн хэлэв.
Ирээдүйд шинэ технологийг хөргөгчинд ашиглах боломжтой
Судлаачид “ мушгих дулааны хөргөлтийн ” технологид тулгуурлан урсаж буй усыг хөргөх чадвартай хөргөгчийн загварыг бүтээжээ.Тэд гурван никель титан хайлштай утсыг хөргөх материал болгон ашиглаж, нэг см тутамд 0.87 эргэлт эргүүлж, 7.7 градусын хөргөлттэй болгосон.
Энэхүү нээлт нь "эрчилсэн дулаан хөргөгч"-ийг худалдаанд гаргахаас өмнө боломж, сорилт бэрхшээлийг дагуулсан урт зам хэвээр байна "гэж Рэй Боуман хэлэв.Энэхүү судалгаагаар олж илрүүлсэн хөргөлтийн шинэ технологи нь хөргөлтийн салбарт шинэ салбарыг өргөжүүлсэн гэж Лю Зунфэн үзэж байна.Энэ нь хөргөлтийн салбарт эрчим хүчний хэрэглээг багасгах шинэ арга замыг бий болгоно.
"Муралттай дулааны хөргөлт"-ийн өөр нэг онцгой үзэгдэл бол утаснуудын янз бүрийн хэсгүүдэд өөр өөр температур илэрдэг бөгөөд энэ нь эслэгийг уртын дагуу мушгихад үүссэн мушгиа үе үе тархсанаас үүсдэг.Судлаачид никель титан хайлштай утсан дээр термохромизмын бүрээсээр бүрж, өнгө хувиргах " мушгих хөргөлттэй " эслэг хийсэн.Мушгих, эргүүлэх явцад утас нь урвуу өнгөний өөрчлөлтөд ордог.Энэ нь шилэн мушгиралтыг алсаас оптик хэмжих шинэ төрлийн мэдрэгч элемент болгон ашиглаж болно.Жишээлбэл, өнгөний өөрчлөлтийг энгийн нүдээр ажигласнаар тухайн материал зайд хэдэн эргэлт хийснийг мэдэх боломжтой бөгөөд энэ нь маш энгийн мэдрэгч юм."Лю Зунфэн" мушгирах дулааны хөргөлтийн зарчимд үндэслэн зарим утаснуудыг ухаалаг өнгө хувиргагч даавуунд ашиглаж болно гэж хэлсэн.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 7-р сарын 13