Исследовательская группа Университета Райса разработала новый тип теплообменника на основе сверхтонких полимерных листов, чья теплопередающая способность может конкурировать с традиционными металлическими теплообменниками, обладая при этом преимуществами в стоимости и коррозионной стойкости. Исследование опубликовано в журнале «Advanced Science».
Теплообменники — это ключевые компоненты в компьютерах, автомобилях, центрах обработки данных и других устройствах, предназначенные для передачи тепла и обеспечения безопасной работы. Традиционные металлические теплообменники имеют недостатки: они громоздкие, подвержены ржавчине и требуют высоких затрат на обслуживание. Хотя полимерные материалы рассматриваются как потенциальная альтернатива благодаря своей лёгкости и коррозионной стойкости, низкая теплопроводность пластика ограничивала их применение в сфере теплообмена.
Команда Университета Райса использовала технологию ламинирования тонких листов, герметично соединив сверхтонкие полимерные пластины, что эффективно снизило тепловое сопротивление и позволило достичь уровня теплопередачи, сравнимого с металлическими устройствами. Эта конструкция не только проста в изготовлении и масштабировании, но и благодаря прозрачности материала упрощает обнаружение и устранение засоров. Анализ затрат показывает, что охлаждающая способность такого полимерного теплообменника на один доллар в два-четыре раза выше, чем у традиционных металлических пластин.
Другая инновация этой конструкции — её развёртываемость. Устройство может храниться и транспортироваться в плоском виде, а при прохождении жидкости раздувается до объёма, в 60 раз превышающего исходный, и возвращается в исходное состояние после её удаления. Эта особенность имеет важное значение для применений с ограниченным пространством, таких как космические миссии, беспилотные летательные аппараты и компактная электроника.
Ведущий автор исследования Ричард Фонтено указал, что тщательная разработка геометрии системы позволила преодолеть врождённый недостаток пластика — низкую теплопроводность. Руководитель исследования Дэниел Дж. Престон отметил, что эта конструкция на основе листов не только сопоставима по теплопередающей способности с металлическими теплообменниками, но и превосходит их по стоимости и удобству развёртывания, открывая новые возможности в области управления теплом.
Детали публикации: Авторы: Richard J. Fontenot и др., Название: «Flexible Polymer-Sheet-Based Heat Exchangers», Опубликовано в: «Advanced Science» (2026). Информация о журнале: Advanced Science
