Разработана новая технология получения холода

Ученые из Техасского университета (США) и Нянькайского университета (Китай) разработали новую технологию охлаждения. Ее эффект основан на скручивании и раскручивании волокнистых материалов — каучука, лески и никель-титановой проволоки.

Обнаруженный способ ученые назвали твистокалорическим охлаждением. Здесь можно провести аналогию с эластокалорическим (полученным при растягивании каучука) охлаждением: оно известно еще с XIX века и подтверждает способность материалов изменять температуру при деформации. 

Преимущество нового метода в том, что растянуть волокно для заметного охлаждения нужно слишком сильно — тогда как для получения твистокалорического эффекта достаточно лишь освободить скрученный материал.

При проведении экспериментов ученые покрывали материалы краской, которая меняет цвет при изменении температуры. Исследования продемонстрировали значимость получаемого эффекта: если скрутить каучуковые волокна до состояния суперзакрученности и освободить, их поверхность охлаждается на 15,5 °C. Если их одновременно скрутить и растянуть, температура снизится на 16,4 °C. 

Результаты экспериментов с использованием лески оказались иными: скрученная леска при раскручивании охладилась на 5,1 °C, а при одновременном растягивании она нагревалась. Любопытно, что удалось добиться охлаждения при растягивании при условии, что волокна спирально закручивались в направлении, обратном скручиванию.

Максимальной эффективности добились при применении никель-титановой проволоки. Распрямление скрученной одинарной проволоки привело к охлаждению поверхности на 17 °C, а жгута из четырех нитей проволоки — на 20,8 °C.

Исследовательская команда предприняла первые попытки практического применения обнаруженного эффекта. Они создали установку, которая снизила температуру потока воды на 7,7 °C за счет раскручивания трехжильного никель-титанового кабеля. Предполагается, что если повторять циклы скручивания и раскручивания, холодопроизводительность будет более высокой.

Однако широкое применение в холодильной технике требует дальнейших исследований. Необходимо как совершенствование самой технологии, так и поиск новых материалов, твистокалористический эффект которых будет более ощутимым.