Медицинскому нитинолу — уникальному сплаву титана и никеля — нашли новое применение. Немецкие исследователи собрали на его основе простое устройство, которое по эффективности в разы превосходит тепловой насос и кондиционер. И для его работы не нужны жидкости.
Нитинол — металлический сплав с уникальными свойствами: он устойчив к коррозии, отлично гнется и при этом обладает памятью формы, которая «активируется» температурным режимом. Сейчас нитинол используют в медицине для изготовления стентов — артериальных расширителей. Но исследователи из Саарского университета научились использовать материал для очень эффективной теплопередачи.
Причем одно устройство работает как для нагрева, так и для охлаждения воздуха.
Концепция «охладителя-нагревателя» очень проста. Растягиваясь и деформируясь, нитинол поглощает много тепла — разница по сравнению с начальным состоянием может достигать 20 градусов Цельсия. Возвращаясь к обычной форме благодаря эффекту памяти, сплав отдает накопленное тепло.
Команда инженеров обмотала нитями из нитинола цилиндр и стала наблюдать за эффектами во время его поворота — когда эти нити деформируются. В камере на одной стороне такая конструкция «поглощает» температуру из воздуха, на другой — отдает ее.
В ходе исследований в Саарском университете нашли сочетание формы, числа и конфигурации нитей на таком «веретене» с очень высокой эффективностью теплопереноса. Опыт показал, что конструкция поглощает и отдает энергии в 30 раз больше, чем необходимо приложить усилий для деформации нитинола.
Уже на нынешнем этапе это вдвое лучше, чем тепловые насосы и втрое — чем кондиционеры.
Дополнительный плюс — экологичность. «Наш подход не вредит климату, так как механизм теплопередачи не использует жидкости или пары, — говорит профессор Стефан Зелецке. — Воздух в системе кондиционирования можно охлаждать напрямую, без необходимости использования промежуточного теплообменника».
Недавно в MIT представили еще одну технологию, которая снизит расход электричества в жару: кондиционеры там предлагают заменить умным гелем для окон, который в зависимости от температуры сам их затемняет.
