Современные технологии охлаждения и кондиционирования воздуха, являющиеся жизненно важной необходимостью в некоторых районах земного шара, потребляют огромное количество энергии. Этот факт все время подталкивает инженеров и ученых к поискам новых методов охлаждения, обладающих высокой эффективностью по сравнению с нынешними технологиями. И недавно был найден новый достаточно необычный метод снижения температуры, в котором используется скручивание и раскручивание волокон из специального материала, который может стать принципом работы холодильников нового типа.
Все это основано на принципе, называемом эластокалоричным охлаждением (elastocaloric cooling). Суть этого эффекта заключается в том, что если взять круглый резиновый шнур, к примеру, и скрутить его, то он немного нагреется. Если потом отпустить скрученый шнур, то он расправится и остынет. И если для этого эффекта использовать не резину, а специальный материал, то можно получить достаточно большую разницу температур.
Сначала исследователи использовали резиновые волокна, которые скручивались до состояния "сверхзакрученности". После ослабления поверхность резины охлаждалась на 15.5 градусов. После того, как исследователи начали использовать комбинацию скручивания и растяжения, охлаждающий эффект усилился до 16.4 градусов.
После экспериментов с резиной исследователи перешли к более сложным материалам. Они взяли упругую леску из полимерного эластичного материала и тонкие провода из титано-никелевого сплава. Леска продемонстрировала самый слабый охлаждающий эффект, который был равен 5.1 градуса. С проводниками из сплава дело обстояло гораздо лучше, один провод мог обеспечить охлаждение на 17 градусов, а сплетенные друг с другом четыре провода обеспечили охлаждение уже на 20.8 градусов.
Выбрав максимально эффективный вариант охлаждающего материала, исследователи продемонстрировали, что такая технология может быть использована для охлаждения окружающей среды. Три провода из титано-никелевого сплава охладили омывающий их поток воды на 7.7 градуса.
"Наше открытие открывает массу новых возможностей и массу проблем при попытке коммерциализации этой технологии" - пишут исследователи, - "Главной проблемой будет поиск новых материалов, которые обеспечат максимально возможную эффективность охлаждения, но, вместе с тем, будут устойчивы и прочны для того, чтобы обеспечить постоянную работу на протяжении приемлемого срока службы. Все это усложняется тем, что данное направление исследований не пользовалось ранее особой популярностью, и нам придется самим искать самые эффективные эластокалорические материалы".
