Los investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han desarrollado una nueva tecnología para 'activar' o 'desactivar' los flujos de calor. Los hallazgos se publicaron en el artículo "Interruptor térmico de gotas de metal líquido a escala milimétrica", que apareció en letras de física aplicada .
Los interruptores se usan para controlar muchos productos técnicos y sistemas de ingeniería. Los interruptores mecánicos se usan para bloquear o desbloquear puertas, o para seleccionar engranajes en el sistema de transmisión de un automóvil. Los interruptores eléctricos se usan para encender y apagar las luces de una habitación.En una escala menor, los interruptores eléctricos en forma de transistores se utilizan para encender y apagar dispositivos electrónicos, o para enrutar señales lógicas dentro de un circuito
Los ingenieros han deseado durante mucho tiempo un interruptor para los flujos de calor, especialmente en los sistemas electrónicos donde el control de los flujos de calor puede mejorar significativamente el rendimiento y la confiabilidad del sistema. Sin embargo, existen desafíos importantes para crear dicho interruptor de calor.
"El flujo de calor ocurre cada vez que tiene una región de temperatura más alta cerca de una región de temperatura más baja", dijo William King, profesor titular de Andersen en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Mecánica y co-líder del proyecto ". Para controlarel flujo de calor, diseñamos una ruta específica de flujo de calor entre la región caliente y la región fría, y luego creamos una forma de romper la ruta del flujo de calor cuando lo deseamos ".
"La tecnología se basa en el movimiento de una gota de metal líquido", dijo Nenad Miljkovic, profesor asistente en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Mecánica y el co-líder del proyecto. "La gota de metal se puede colocar para conectar un flujo de calorruta o se alejó de la ruta del flujo de calor para limitar el flujo de calor ".
Los investigadores demostraron la tecnología en un sistema modelado a partir de sistemas electrónicos modernos. En un lado del interruptor había una fuente de calor que representaba el componente electrónico de potencia, y en el otro lado del interruptor, había refrigeración líquida para la eliminación del calor.Cuando el interruptor estaba encendido, podían extraer calor a más de 10 W / cm2. Cuando el interruptor estaba apagado, el flujo de calor se redujo en casi 100X.
Además de King y Miljkovic, otros autores del artículo incluyen a Paul Braun, Profesor Racheff de Ciencia e Ingeniería de Materiales y Director del Laboratorio de Investigación de Materiales; y los estudiantes graduados Tianyu Yang, Beomjin Kwon y Patricia B. Weisensee ahora profesora asistente enUniversidad de Washington en St. Louis de ciencia mecánica e ingeniería y Jin Gu Kang y Xuejiao Li de ciencia e ingeniería de materiales.
King dice que el siguiente paso para la investigación es integrar el interruptor con la electrónica de potencia en una placa de circuito. Los investigadores tendrán un prototipo funcional más adelante este año.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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