UCLA-Forscher erstellen "Personalized Cooling System" für mobile Elektronik

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Ein Forscherteam von UCLA Henry Samueli School of Engineering und Angewandte Wissenschaft und SRI International, ein unabhängiges, gemeinnütziges Forschungszentrum, haben ein gegründet dünnes, flexibles Gerät das als Kühlmechanismus fungiert, um eine Überhitzung in der mobilen Elektronik zu verhindern.

Dies ist die erste Demonstration eines physischen Objekts, das die Temperatur eines Materials ändern kann, nachdem ein elektrisches Feld darauf angelegt wurde – ein Vorgang, der als bekannt ist elektrokalorischer Effekt.

Da die Dampfkompression, der Prozess, der größere Geräte wie Kühlschränke und Klimaanlagen kühlt, für Geräte wie Mobiltelefone zu groß ist, haben Ingenieure lange damit gerungen, eine Überhitzung kleinerer Geräte zu verhindern. Das war es, was den leitenden Forscher der Studie, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen an der UCLA, motivierte Qibing Pei, um „ein personalisiertes Kühlsystem“ zu entwickeln, wie er es in einer Erklärung formulierte.

Das dünne, flexible Design der Polymerfolie ermöglicht die Anpassung des Geräts an mobile Elektronik mit komplexem Design oder beweglichen Oberflächen, und die Polymerfolie selbst ermöglicht die Übertragung von Wärme vom überhitzten Gerät auf den Mechanismus durch Einschalten der elektrischen Spannung und aus, sodass die beiden Geräte abwechselnd Kontakt aufnehmen können. Das bedeutet, dass das Kühlpad nicht nur die Überhitzung eines Mobiltelefons oder Laptops nach längerem Gebrauch verhindert, sondern dies auch auf energieeffiziente Weise tun kann.

Dieses Gerät könnte auch andere Verwendungszwecke haben. Es „könnte dafür sorgen, dass sich eine Person in einem heißen Büro wohlfühlt und so den Stromverbrauch für die Gebäudeklimatisierung senken“, sagte Pei in einer Erklärung. „Oder es könnte in eine Schuheinlage oder in einen Hut gesteckt werden, damit sich ein Läufer in der heißen Sonne Südkaliforniens wohlfühlt. Es ist wie eine persönliche Klimaanlage.“

Darüber hinaus könnte das Gerät zur Behandlung von Verletzungen und zur Unterstützung von Feuerwehrleuten und Wissenschaftlern eingesetzt werden, indem es das thermische Rauschen in Wärmebildkameras oder Nachtsichtbrillen reduziert.

Einen konkreten Zeitrahmen für die kommerzielle Marktreife dieses Kühlgeräts haben die Forscher noch nicht. „Die Technologie befindet sich in einem frühen Entwicklungsstadium und wir arbeiten an der Überführung in die Produktentwicklung“, sagte Pei. Aber mit „unbegrenzten Ressourcen“, schätzt Pei, könnten sie in „2-3 Jahren“ in der Produktentwicklungsphase sein.

An der Studie sind außerdem der UCLA-Postdoktorand Rujun Ma und der Doktorand Ziyang Zhang aus Peis Forschungsgruppe als Hauptautoren, der UCLA-Doktorand Kwing Tong, der SRI-Forschungsingenieur David Huber und der UCLA-Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik Yongho Sungtaek Ju beteiligt.

Die Forscher haben das Gerät beim US-amerikanischen Patent- und Markenamt zum Patent angemeldet.

Zwei US-Regierungsbehörden – das Energieministerium Fortgeschrittene Forschungsprojekte Agentur-Energie und dem Luftwaffenamt für wissenschaftliche Forschung – unterstützte diese Forschung.

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