机械工程副教授Jonathan Boreyko开发了一种飞机热管理技术,蓝冠 可以应用于其他领域。
这项研究发表在2020年8月18日的《高级功能材料》上。
2016年,Boreyko获得了美国空军科学研究办公室颁发的“青年研究者研究计划奖”。该奖项资助了平面桥滴热二极管的开发,这是一种新型的热管理方法。Boreyko的研究表明,这种新方法既高效又多才多艺。
博瑞科说:“我们希望我们的桥滴二极管的单向传热将使电子、飞机和航天器的智能热管理成为可能。”
二极管是一种特殊的器件,它利用工程材料使热量只向一个方向传导。对于热的管理,二极管是有吸引力的,蓝冠官网 因为它们使热量进入一边,而在另一边抵抗热量。以飞机为例(这是Boreyko资助的重点),过热的飞机会吸收热量,但外部环境会阻挡热量。
实验室成员Mojtaba Edalatpour展示了Boreyko团队开发的热二极管。信贷:弗吉尼亚理工大学
Boreyko的团队用两片铜片在密封环境中制造了一个二极管,两片铜片之间有一个微小的间隙。第一块板设计有一个灯芯结构来保持水,而另一块板涂有一层拒水(疏水)层。灯芯表面的水吸收热量,蒸发成蒸汽。当蒸汽穿过狭窄的缝隙时,它冷却并在疏水一侧凝结成露珠。这些露珠长得足够大,足以“弥补”间隙,蓝冠注册 并被吸回灯芯,再次启动这一过程。
如果把热源用在疏水的一侧,就不会产生蒸汽,因为水仍然被困在灯芯内。这就是为什么该设备只能在一个方向传导热量。
这在实践中是什么样子的呢?一个产生热量的物体,如中央处理器芯片,如果热量不被持续去除,就会过热。Boreyko的发明就附在这个热源上。所产生的热量通过传导板传递到水中。水变成蒸汽,离开了热源。疏水、不导电的一面阻止热量通过空气或其他热源进入,可能在附近,使二极管只能管理来自其主要主体的热量。
Boreyko的团队测量到,与疏水侧相比,当有害侧被加热时,热传导增加了近100倍。这是对现有热二极管的重大改进。根据Boreyko的说法,电流二极管要么不是很有效,只能在一个方向传导几倍的热量,要么需要重力。这种新型的桥滴式热二极管可以直立使用,也可以侧向使用,甚至可以倒立使用,甚至可以在重力可以忽略不计的空间中工作。