14:14 2022-05-23
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Încălzitoare de înaltă performanță bazate pe filme de grafit groase la scară nanometrică
_ Încălzitoarele de înaltă performanță bazate pe Filme de grafit groase la scară nanometrică
Combinarea mai multor nanomateriale de carbon într-o singură substanță poate produce proprietăți surprinzătoare. Cercetătorii KAUST au creat filme subțiri de grafit care ar putea acționa ca panouri de încălzire flexibile de înaltă performanță, atingând câteva sute de grade în câteva secunde când se aplică o tensiune mică. Ei au arătat, de asemenea, că cheia performanței excepționale de încălzire a materialului o reprezintă domeniile de grafen din filmul de grafit.
Fiind conductori termici remarcabili, nanomaterialele de carbon grafit sunt din ce în ce mai folosite pentru gestionarea căldurii, de exemplu, pentru a disipa căldura din microcipuri. . Aceleași materiale ar putea fi folosite și ca încălzitoare electrice.
„Este nevoie să se dezvolte panouri de încălzire flexibile, cu putere redusă, iar nanocarbonii sunt concurenți cheie”, spune G. Deokar, un post-doctorat în laboratorul lui Pedro Costa. , care a condus lucrarea. „Până acum, însă, performanța lor electrotermală a fost limitată”, adaugă ea. Încălzitoarele pe bază de nanocarbon necesită de obicei o intrare de 20-60 de volți pentru a atinge o temperatură țintă de 250 de grade Celsius. De asemenea, se pot degrada rapid atunci când sunt încălzite în aer.
Costa, Deokar și colegii lor au dezvoltat recent o metodă de fabricare a filmelor de grafit groase la scară nanometrică (NGF) la scară de napolitană. De asemenea, au putut să le transfere cu ușurință pe substraturi arbitrare, fără reziduurile prezente adesea în panourile de grafen. „Aceste caracteristici ale NGF ne-au determinat să investigăm aplicarea lor în tehnologiile de management termic”, spune Deokar.
Când echipa a plasat NGF-uri pe foi flexibile Kapton și a aplicat electrozi de aur, performanța încălzitorului lor s-a dovedit a fi mult. superioare încălzitoarelor cu nanocarbon raportate anterior. Aplicând mai puțin de 8 volți, materialul a atins o temperatură țintă de 300 de grade Celsius în câteva secunde. Răcirea a fost la fel de rapidă. „Am observat, de asemenea, o stabilitate remarcabilă și am arătat că NGF ar putea fi folosit ca un plasture extern reutilizabil pentru a fierbe apa”, spune Deokar.
„Le-am operat la temperatura maximă dublă față de alte nanocarburi (cu aproximativ jumătate din puterea de intrare) și zona de încălzire utilă a fost, de asemenea, mărită, ceea ce înseamnă că eficiența panoului a fost considerabil mai bună”, adaugă Pedro.
Potențialele aplicații ale materialului ar putea varia de la încălzitoare miniaturale pentru senzori sau dispozitive microfluidice până la industriale. -încălzitoare la scară, cum ar fi dezaburitoarele pentru aviație sau regulatoarele de căldură spațială.
Înțelegerea de lucru a echipei este că performanța excelentă a NGF se datorează prezenței domeniilor de grafen și a ridurilor în material, care acționează ca puncte fierbinți. „Aceste caracteristici structurale sunt distribuite pe toată suprafața NGF, explicând temperaturile ridicate și răspândirea uniformă a căldurii”, spune Deokar.
Deși ridurile sunt caracteristici comune în alte filme de grafit groase la scară nanometrică, domeniile grafen din noastre. NGF-urile sunt unice, adaugă Pedro. „Prezența și funcția domeniilor grafenului este ceva pe care dorim să-l înțelegem mai bine”, spune el.
Comentarii:
Adauga Comentariu