Jonathan Boreyko, profesor asociado de ingeniería mecánica, ha desarrollado una tecnología de gestión térmica de aeronaves que está lista para adaptarse a otras áreas.
La investigación fue publicada en Materiales funcionales avanzados el 18 de agosto de 2020.
Boreyko recibió un premio del Programa de Investigación para Jóvenes Investigadores en 2016, otorgado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea. Este premio financió el desarrollo de diodos térmicos de gotitas puente planas, un enfoque novedoso para la gestión térmica. La investigación de Boreyko ha demostradoeste nuevo enfoque para ser altamente eficiente y extremadamente versátil.
"Tenemos la esperanza de que la transferencia de calor unidireccional de nuestro diodo de gota de puente permitirá la gestión térmica inteligente de la electrónica, los aviones y las naves espaciales", dijo Boreyko.
Los diodos son un tipo especial de dispositivo que permite que el calor se conduzca en una sola dirección mediante el uso de materiales de ingeniería. Para la gestión del calor, los diodos son atractivos porque permiten la descarga de calor que entra por un lado, mientras resisten el calor en el lado opuesto.En el caso de los aviones el foco de la financiación de Boreyko, el calor es absorbido por un avión sobrecalentado, pero resistido por el ambiente exterior.
El equipo de Boreyko creó un diodo usando dos placas de cobre en un ambiente sellado, separadas por un espacio microscópico. La primera placa está diseñada con una estructura de mecha para retener el agua, mientras que la placa opuesta está cubierta con una capa hidrófoba que repele el agua.. El agua en la superficie absorbente recibe calor, lo que provoca la evaporación en vapor. A medida que el vapor se mueve a través del espacio estrecho, se enfría y se condensa en gotas de rocío en el lado hidrófobo. Estas gotas de rocío crecen lo suficiente como para "cerrar" el espacio y obtenersuccionado de nuevo en la mecha, comenzando el proceso de nuevo.
Si la fuente de calor se aplicara por el lado hidrofóbico, no se puede producir vapor porque el agua permanece atrapada en la mecha. Por eso el dispositivo solo puede conducir calor en una dirección.
¿Cómo se ve esto en la práctica? Un objeto que produce calor, como un chip de CPU, se sobrecalienta si este calor no se elimina continuamente. El invento de Boreyko se fija a esta fuente de calor. El calor generado se transfiere a través de la placa conductora al agua. El agua se convierte en vapor y se aleja de la fuente de calor. El lado hidrofóbico, no conductor, evita que el calor ingrese a través del aire u otras fuentes de calor que puedan estar cerca, permitiendo que el diodo maneje el calor solo de su sujeto principal.
El equipo de Boreyko midió un aumento de casi 100 veces en la conducción de calor cuando se calentó el lado perverso, en comparación con el lado hidrofóbico. Esta es una mejora significativa para los diodos térmicos existentes. Según Boreyko, los diodos de corriente no son muy efectivos, soloconducen unas cuantas veces más calor en una dirección, o requieren gravedad. Este nuevo diodo térmico de gotitas puente se puede usar en posición vertical, lateral o incluso al revés, e incluso funcionaría en el espacio donde la gravedad es insignificante.
El equipo ha presentado una patente provisional y está buscando socios de la industria para llevar a cabo el trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Tecnología de Virginia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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