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Gli scienziati fabbricano un isolatore termico intelligente

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Gli scienziati fabbricano un isolatore termico intelligente

Processo di produzione per l’isolatore termico intelligente. Credito: Wang Kun

I ricercatori dell’Università di Zhengzhou e dell’Istituto di ingegneria dei processi (IPE) dell’Accademia cinese delle scienze hanno sviluppato un materiale intelligente che combina TiO a struttura multishell cava (HoMS)2 e un polimero termosensibile per controllare automaticamente la trasmissione del calore.

Questo studio è stato pubblicato in Energia verde e ambiente a gennaio 20.

Il calore è la forza trainante più utilizzata per le reazioni chimiche, ma la combustione di combustibili fossili porta a enormi quantità di CO2 trasmissioni. Un’efficace gestione dell’energia termica è un imperativo chiave per la produzione ecologica.

Lo sviluppo di un materiale intelligente in grado di controllare automaticamente il trasferimento di calore è un modo per limitare tali emissioni. L’obiettivo di questo materiale intelligente è quello di eseguire l’isolamento termico a temperature relativamente basse dissipando il calore quando il sistema di reazione si surriscalda.

“HoMS è assemblato da più gusci e cavità chiuse indipendenti tra gusci. Ha proprietà uniche di trasferimento di energia ed è una struttura piuttosto speciale tra tutti i materiali cavi”, ha affermato il prof. Wang Dan dell’IPE.

Il rapido sviluppo di HoMS è iniziato con lo sviluppo dell’approccio di modellazione sequenziale nel 2009 e anni di studio hanno scoperto che possiede il vantaggio di un’efficace esposizione superficiale e di un trasporto di massa ottimizzato.

Una struttura cava con multishell può fornire più interfacce e quindi inibire ulteriormente la convezione e la trasmissione del calore, rendendo così più favorevole l’isolamento termico, secondo il Prof. Yang Nailiang.

“I compositi HoMS-polimero possiedono un comportamento di isolamento termico intelligente e mostrano eccellenti proprietà di isolamento termico al di sotto della temperatura indicata. Se il sistema si surriscalda, la conduttività termica aumenta automaticamente per rilasciare l’energia immagazzinata”, ha affermato il prof. Da Jiang.

Lo studio mostra che il polimero termicamente reattivo è un modello promettente per la costruzione di campi termici e rivela per la prima volta la modalità di trasferimento del calore attraverso HoMS. Questo composito mostra un comportamento endotermico a due stadi insolito per cui la direzione del flusso di calore nella matrice del materiale cambia. L’energia viene accumulata in HoMS, che funge da serbatoio di calore per regolare il flusso termico.

Questo lavoro offre una nuova strada per la progettazione di reattori intelligenti per l’industria chimica verde, creando così maggiori opportunità per applicazioni legate al calore e aumentando il potenziale per un uso efficiente dell’energia.


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