Охлаждение должно стать более энергоэффективным и соответствовать экологическим требованиям.

Мировой спрос на охлаждение всё увеличивается. Не последнюю роль сыграли в этом изменение климата и рост населения планеты. Человечество для своего существования и развития требует много энергии, а результатом этого становятся выбрасываемые в атмосферу парниковые газы. Поэтому ученые ищут альтернативу существующим технологиям.

Немецкие исследователи из Саарского университета и Рурского университета в Бохуме создали систему из материалов с эффектом «памяти формы« - так называемых «искусственных мышц» - и представили новый вид охлаждения, при котором тепло и холод транспортируются »мышцами» из нитинола (сплава никеля и титана).

Разработанные ими технологии не требуют хладагентов, вредящих климату, и должны потреблять меньше энергии, чем обычные способы охлаждения. Этот метод построен на использовании системы сплавов с «памятью формы». Провода или пластины из нитинола в определенной степени обладают памятью: при деформации они снова принимают прежнюю форму, то есть способны напрягаться и расслабляться, как мышцы. Для охлаждения исследователи использовали эффект поглощения и отдачи тепла.

Если проволока или пластина из нитинола деформируется или вытягивается, в металле изменяется структура кристаллической решетки и возникают напряжения. Материал нагревается. После выравнивания с температурой окружающей среды напряжения металла снимаются. Материал сильно остывает: разница окружающей средой составляет примерно 20 градусов. Основной идеей была отдача тепла внутренней части холодильника с помощью заранее растянутого сверхэластичного материала, обладающего «памятью формы». При этом камера сильно остывает, тепло уходит в помещение: там плата из нитинола снова нагревается, и повторяется весь цикл.

Опыты доказали практическую пользу системы. В предыдущей серии экспериментов и испытаний на моделях ученые подтвердили, что такой способ охлаждения работает и может применяться на практике. Они исследовали, как наиболее эффективно происходит охлаждение, а также, насколько сильно нужно вытягивать и сгибать материал для достижения определенной степени холода, скорости и эффективности процесса.

Исследователи проанализировали с помощью термокамеры, как протекают нагревание и охлаждение, и готовы к созданию оптимизированного прототипа воздушного охлаждения. При его циркуляции теплый воздух направляется с одной стороны мимо вращающегося узла проводов с «памятью формы», большим количеством которых достигается более высокая степень охлаждения. В узле появляются напряжения, он нагревается, вращается, освобождается с другой стороны от напряжений и остывает. Охлажденный воздух направляется в нужное место.

Чтобы еще больше упростить процесс, его продолжают моделировать и совершенствовать. Экспериментаторы хотят определить, из какого количества проволоки с «памятью формы» должен состоять идеальный узел, и выяснить, какое число оборотов при вращении даст лучшие результаты.