В исследовании, опубликованном 22 января 2020 года в журнале Joule, авторы представляют покрытие для электроники, которое выделяет водяной пар для рассеивания тепла от работающих устройств — новый метод терморегулирования может предотвратить перегрев электроники и сохранить их более холодными по сравнению с существующими стратегиями, передает planet-today.ru"Развитие микроэлектроники предъявляет большие требования к эффективным методам теплового управления, потому что все компоненты плотно упакованы и чипы могут стать действительно горячими. Например, без эффективной системы охлаждения наши телефоны могут выйти быстро из строя, и даже обжечь наши руки, если мы запускаем их в течение длительного времени или загружаем большое приложение”, - говорит старший автор ружу Ван, который изучает холодильную технику в Шанхайском университете Цзяо Тонг.Более крупные устройства, такие как компьютеры, используют вентиляторы для регулирования температуры. Однако вентиляторы громоздки, шумны и потребляют много энергии и поэтому непригодны для небольших устройств, таких как мобильные телефоны. Производители используют фазовые переходные материалы (PCMs), такие как воск и жирные кислоты, для охлаждения в телефонах. Эти материалы могут поглощать тепло, производимое устройствами, когда они плавятся. Однако общее количество энергии, обмениваемой при переходе твердое тело - жидкость, относительно невелико.В отличие от этого, жидкостно-паровой переход воды может обеспечивать обмен в 10 раз большей энергией по сравнению с твердофазным переходом PCM. Вдохновленный механизмом потения млекопитающих, Ван И его команда изучили группу пористых материалов, которые могли поглощать влагу из воздуха и выделять водяной пар при нагревании. Среди них наиболее перспективными были металлорганические каркасы ( MOFs), поскольку они могли хранить большое количество воды и таким образом забирать больше тепла при нагревании."Ранее исследователи пытались использовать MOFs для извлечения воды из воздуха в пустынях. Но MOFs все еще очень дорогие, поэтому крупномасштабное применение не очень практично. Наше исследование показывает, что электронное охлаждение является хорошим реальным применением MOFs. Мы использовали меньше чем 0,3 грамма материала в нашем эксперименте, и охлаждающий эффект он произвел значительно", - поясняет Ван.Группа выбрала для эксперимента тип Mif под названием MIL-101 (Cr) из-за его хорошей водопоглощающей способности и высокой чувствительности к изменениям температуры. Они покрыли три 16-квадратных сантиметровых алюминиевых листа MIL-101 (Cr) различной толщины — 198, 313 и 516 микрометров соответственно — и нагревали их на нагревательной плите.Команда установила, что покрытие MIL-101Cr было способно задерживать повышение температуры листов, и эффект увеличивался с толщиной покрытия. В то время как непокрытый лист достигал 60°C через 5,2 минуты, самое тонкое покрытие удваивало время и не достигало той же температуры до 11,7 минут. Лист с самым толстым покрытием достигал 60°С после 19.35 минут нагрева.“В дополнение к эффективному охлаждению, MIL-101(Cr) может быстро восстанавливаться, поглощая влагу снова после удаления источника тепла, так же, как млекопитающие регидрируют и готовы снова потеть. Таким образом, этот метод действительно подходит для устройств, которые не работают все время, таких как телефоны, зарядные батареи и телекоммуникационные базовые станции, которые иногда могут перегружаться”, - говорят исследователи.