Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pocení, tedy vypařováním vody, nepředstavuje pouze způsob ochlazování některých savců. Podobně by se mohly dát chladit také mobilní telefony, navrhují výzkumníci z Šanghaje (Shanghai Jiao Tong University). Hlavní autor studie Ruzhu Wang v časopisu Joule uvádí, že fázová přeměna se již pro chlazení přenosné elektroniky používá již dnes. V roli PCM (phase change materials) se uplatňují zejména vosky a mastné kyseliny. Energie, která se spotřebuje na jejich roztavení, je ale relativně malá. Skupenská přeměna kapalné vody na její plynnou fázi naproti tomu dokáže ochladit až desetkrát více (energie na jednotku hmotnosti chladicího média).
Vědci si představují, že chlazení by obstarávaly porézní materiály, které by při zahřátí absorbovaly ze vzduchu vlhkost a pak vodu vyvařily. Jako nadějné se v tomto ohledu zdají být kovové organické struktury (MOF, metal organic frameworks), i když tyto materiály jsou prozatím relativně drahé. Při experimentu se zkoušel materiál MIL-101(Cr), kterým byly potaženy hliníkové fólie tenčí než milimetr (198, 313 a 516 mikrometrů). S tloušťkou povlaku MOF se zpomalovalo zahřívání fólií položených na horké desce několikanásobně. Podobně vše fungovalo i po nanesení MIL-101(Cr) na povrch reálně používaného chladiče. Při velkém pracovním zatížení po dobu 15 min. se tímto způsobem teplota snížila o 7 °C.
Předpokládá se, že popsaná technika by se v první řadě mohla uplatnit pro chlazení zařízení s proměnlivou zátěží ve špičkách výkonu. Po odstranění zdroje tepla se materiál dokázal rychle zotavit a zase vstřebat vlhkost, podobně jako potící se lidé se ve vedru obvykle snaží co nejvíc pít. Určitý problém je, že po vypaření veškeré vody tepelná vodivost materiálu poklesne a teplo naopak už odváděno nebude, takže po vyčerpání hrozí nárůst teploty skokem. Autoři výzkumu spekulují, že by se situace dala změnit, kdyby se materiál MOF promíchal a grafenem, který má unikátní vlastnosti i z hlediska vedení tepla.
Joule, Wang et al.: „A Thermal Management Strategy for Electronic Devices Based on Moisture Sorption-Desorption Processes“ www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30590-2
Zdroj: Cell Press/Phys.org
Poznámka PH: Možná na tom celém je trochu riskantní závislost chlazení na vlhkosti vzduchu? Uživateli by se v nějaké tropické pouští oblasti mobil mohl přehřát, protože by mechanismus fungoval špatně? Bylo by např. potřeba nějak vše doplnit o čidlo měřící vlhkost vzduchu?
Poznámka k poznámce PH: Třeba takovej iPhone v zimě nefunguje. Protože baterka jde skokem do kelu, a za mrazu jde ze sta procent do vybití klidně za deset minut.