تولید نوعی بخاری با استفاده از لایه های کربنی نانومقیاس
بی دانلود: محققان اخیرا با استفاده از لایه های نانومقیاس کربنی، بخاری ساختند که با ولتاژ خیلی کم قادر به تولید دماهای بالا است.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، ترکیب چندین نانو مواد کربنی در یک ماده واحد می تواند خواص شگفت انگیزی را به همراه داشته باشد. محققان دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله در عربستان، لایه های گرافیتی نازکی بوجود آورده اند که می توانند بعنوان پانل های حرارت دهنده، یا بخاری انعطاف پذیر با کارایی بالا عمل کنند به صورتی که در عرض چند ثانیه با اعمال یک ولتاژ کوچک به چند صد درجه می رسند. آنها همینطور نشان دادند که کلید عملکرد گرمایش استثنایی این ماده، وجود تک لایه های کربنی در لایه گرافیتی است.
به عنوان رسانای گرمایی، نانو مواد کربن گرافیتی به صورت فزاینده ای برای مدیریت گرما، نظیر دفع گرما از ریزتراشه ها استفاده می شوند. از همین مواد میتوان بعنوان بخاری برقی هم بهره برد.
جی دیوکار از محققان این پروژه، در مورد این دستاورد اظهار داشت: احتیاج به توسعه پانل های بخاری انعطاف پذیر و کم مصرف وجود دارد و در این بین، نانوکربن ها رقبای کلیدی هستند.
وی اضافه کرد: با این وجود، تابحال عملکرد الکتروترمال آنها محدود بوده است. بخاری های مبتنی بر نانوکربن معمولا برای رسیدن به دمای هدف ۲۵۰ درجه سانتی گراد به ورودی ۲۰ تا ۶۰ ولت نیاز دارند. آنها همینطور امکان دارد به سرعت در هنگام گرم شدن در هوا تجزیه شوند.
کوستا، دیوکار و همکارانشان اخیرا روشی برای تولید لایه های گرافیتی ضخیم در مقیاس نانو (NGF) در مقیاس ویفر توسعه داده اند. پژوهشگران توانستند به سادگی آنها را به بسترهای دلخواه منتقل کنند. دیوکار می گوید: این خصوصیت های NGF ما را بر آن داشت تا کاربرد آنها را در فناوری های مدیریت حرارتی بررسی نماییم.
هنگامی که این تیم NGF ها را روی ورق های انعطاف پذیر کاپتون قرار داد و الکترودهای طلا را اعمال کرد، عملکرد بخاری آنها بسیار برتر از بخاری های نانوکربنی گزارش شده قبلی بود. با اعمال ولتاژ کمتر از هشت ولت، این ماده در عرض چند ثانیه به دمای هدف ۳۰۰ درجه سانتیگراد رسید، خنک شدن به همان اندازه سریع بود.
دیوکار خاطرنشان کرد: ما همینطور ثبات فوق العاده ای را مشاهده کردیم و نشان دادیم که NGF می تواند بعنوان یک ابزار قابل استفاده مجدد برای جوشاندن آب استفاده گردد.
وی با اشاره به اینکه کاربردهای بالقوه این ماده می تواند از گرمکن های مینیاتوری برای حسگرها یا دستگاههای میکروسیال گرفته تا بخاری های مقیاس صنعتی، مانند مه گیرهای هوانوردی یا تنظیم کننده های گرمای فضا، متغیر باشد، عملکرد عالی NGF به علت وجود گرافن و چین و چروک در ساختار آن است که بعنوان نقاط داغ عمل می کنند. اظهار داشت: این خصوصیت های ساختاری در سرتاسر سطح NGF توزیع شده اند و دمای بالا و انتشار یکنواخت گرما را توضیح می دهند.
دیوکار اضافه کرد: ما آنها را در دمای دو برابر بیشتر از سایر نانوکربن ها (با تقریباً نیمی از توان ورودی) کار کردیم و ناحیه گرمایش مفید هم افزایش پیدا کرد، به این مفهوم که کارایی پانل به صورت قابل توجهی بهتر بود، باآنکه چروک ها خصوصیت های رایج در سایر فیلمهای گرافیتی با ضخامت نانو هستند، اما حوزه های گرافن در NGF های ما منحصربه فرد هستند. حضور و عملکرد حوزه های گرافن چیزی است که ما می خواهیم آنرا بهتر درک نماییم.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب