به نقل از «خبرگزاری دانشجو»

کاهش دمای باتری لپ‌تاپ با استفاده از عایق نانو امکان‌پذیرشد

تاریخ انتشار: ۱۶ آذر ۱۳۹۹ | کد خبر: ۳۰۲۲۷۸۸۵

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از راهکاری برای مدیریت انرژی حرارتی توسط عایق‌های دینامیکی بر پایه کامپوزیت‌های الیافی حاوی نانوذرات اکسید آهن توانستند دمای باتری‌های لپ‌تاپ را کاهش دهند. به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از روشی ساده و کم‌هزینه‌تر نسبت به روش‌های قبلی برای تولید کامپوزیت‌های الیافی، توانستند راهکاری برای مدیریت انرژی حرارتی توسط عایق‌های دینامیکی بر پایه کامپوزیت‌های الیافی حاوی نانوذرات اکسید آهن ارائه دهند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این محصول در صنعت ساختمان، صنایع نساجی، پلیمر، بسته‌بندی مواد غذایی و سلول‌های خورشیدی و حتی باتری‌های لپ‌تاپ کاربرد دارد.

در این پژوهش، کامپوزیت مواد تغییر فازدهنده حاوی نانوذرات اکسید آهن به شکل پایدارشده روی الیاف پلی‌استری به منظور مدیریت و ذخیره انرژی حرارتی براساس یک روش تک‌مرحله‌ای و مقرون به صرفه سنتز شده است که باعث برطرف‌کردن معایب مواد تغییر فازدهنده آلی، (موادی که برای ذخیره انرژی حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند) می‌شود.

مجید منتظر، عضو هیئت علمی و استاد تمام دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر درباره لزوم انجام این طرح گفت: «امروزه عدم وابستگی به سوخت‌های فسیلی و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی حرارتی، از جمله موضوعات حائز اهمیت در جهان است. ذخیره و مدیریت انرژی حرارتی از طریق مواد تغییر فازدهنده که در طی تغییرفاز قادر به ذخیره یا رهایش گرما هستند، امکان‌پذیر است.   وی ادامه داد: این مواد عمدتاً بر پایه ترکیبات آلی و تغییرفاز جامد- مایع بوده که با دو مشکل اساسی هدایت حرارتی کم و رهایش در طی فرآیند‌های گرمایش/ سرمایش مواجه هستند که سبب ایجاد محدودیت در کاربرد آن‌ها می‌شود. در این پژوهش، کامپوزیت مواد تغییرفازدهنده حاوی نانوذرات اکسید آهن به شکل پایدارشده روی الیاف پلی‌استری به منظور مدیریت و ذخیره انرژی حرارتی و برطرف‌کردن معایب ذکرشده براساس یک روش تک‌مرحله‌ای و مقرون به صرفه سنتز شده است. از ترکیب اسید‌های چرب، پلی‌استر و نانوذرات اکسید آهن به ترتیب به عنوان مواد تغییرفازدهنده، ماده زمینه و نانوپرکننده استفاده شده است.»

منتظر درباره ویژگی‌های نوآورانه این طرح گفت: «در پژوهش‌های گذشته و کار‌های مشابه از فرآیند الکتروریسی مواد تغییرفازدهنده یا میکرو/نانو کپسول‌کردن و یا فرآیند پلیمریزاسیون استفاده شده که نیازمند تجهیزات و امکانات پیشرفته بوده و هزینه‌بر هستند. حال آنکه، در این پژوهش، مواد تغییرفازدهنده از طریق فرآیند ساده جذب سطحی براساس جاذبه آبگریزی- آبگریزی روی الیاف پلی‌استر بارگذاری شدند.   وی تصریح کرد: همچنین در پژوهش‌های مشابه، نانوذرات یا به صورت جداگانه سنتز شده و به مواد تغییرفازدهنده اضافه می‌شوند و یا خریداری شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. ولی در این تحقیق، نانوذرات اکسید آهن به صورت هم‌زمان سنتز و در کامپوزیت اسید‌های چرب/پلی‌استر بارگذاری شدند. با درنظرگرفتن این موارد، کامپوزیت‌های حساس به دمای سنتزشده با این روش نه تنها می‌توانند مشکل هدایت حرارتی ضعیف و نشت ترکیبات در هنگام چرخه‌های سرمایش/گرمایش را برطرف کنند بلکه به صورت تک‌مرحله‌ای تولید شده و نیازی به سنتز جداگانه نانوذرات و بارگذاری آن‌ها، فرآیند‌های الکتروریسی و نانو/میکرو کپسول‌کردن و یا استفاده از حلال ندارند که از جمله مزایای آن به شمار می‌رود.»

منتظر با اشاره به محدوده دمای کاربردی مناسب این کامپوزیت‌های الیافی گفت: «کامپوزیت‌های الیافی سنتزشده می‌توانند در مصارف مختلف ذخیره و مدیریت انرژی حرارتی با توجه به محدوده دمای کاربردی آن‌ها (°C ۵۴.۱-۲۶.۹) به کار برده شوند. به عنوان مثال، در صنعت ساختمان، این کامپوزیت‌ها را می‌توان در دیواره ساختمان جاسازی کرده و انرژی حرارتی ساختمان را مدیریت کرد. این مواد به هنگام فراوانی انرژی (مثلاً در طول روز) گرما را از اتاق گرفته و ذخیره می‌کنند و در هنگام کمبود انرژی (مثلاً در هنگام شب)، انرژی ذخیره‌شده را به محیط پس می‌دهند و بدین ترتیب به‌عنوان عایق دینامیکی عمل کرده و دمای اتاق را بر روی دمای مطلوب نگه می‌دارند.   وی ادامه داد: از جمله کاربرد‌های دیگر این کامپوزیت‌ها، صنایع نساجی، پلیمر، بسته‌بندی مواد غذایی و سلول‌های خورشیدی و حتی باتری‌های لپ‌تاپ هستند. به این صورت، با به ‌کارگیری این کامپوزیت‌ها می‌توان انرژی حرارتی را مدیریت کرده و دمای مطلوب را برای کاربرد خاص به‌دست آورد. به‌عنوان مثال می‌توان آن‌ها را به‌عنوان روکش دور باتری لپ‌تاپ استفاده کرده تا به هنگام افزایش دما، گرما جذب آن‌ها شده و در نتیجه دمای باتری کاهش یابد و در یک سطح مطلوب باقی بماند.»

به گفته نویسنده مسئول این مقاله از جمله نتایج کلیدی این طرح این است که، سنتز و بارگذاری نانوذرات اکسید آهن در کامپوزیت اسید‌های چرپ/پلی‌استر سبب بهبود هدایت حرارتی نمونه‌ها به میزان ۴۴٫۵ تا ۸۵٫۸ % شده که کارایی آن‌ها را افزایش داده و مشکل هدایت حرارتی ضعیف مواد تغییرفازدهنده آلی را برطرف کرده است. نمونه‌های سنتزشده دارای مقاومت و پایداری حرارتی مناسب حتی پس از ۱۰۰ چرخه حرارتی ذوب – انجماد بودند. به علاوه، آن‌ها هیچ رهایشی از خود در دمای ۷۵ درجه (بالای دمای ذوب اسید‌های چرب) و بعد از ۱۲۰ دقیقه در آزمون نشت‌سنجی نشان ندادند که بیانگر پایداری آن‌ها در کاربرد‌های عملی است.

در این پژوهش، نانوذرات اکسید آهن با استفاده از روش احیای شیمیایی با به‌کارگیری تری اتانول آمین و کلیاب (یک محصول گیاهی) سنتز شدند. سنتز ذرات اکسید آهن در مقیاس نانو سبب پخش مناسب ذرات در ماتریس مواد تغییر فازدهنده اسید‌های چرب شده و در نتیجه میزان استفاده از ذرات کاهش یافته و بازده هدایت حرارتی افزایش یافته است.

به گفته منتظر برای ادامه کار، به کارگیری کامپوزیت‌های پلیمری تولیدشده در مقیاس صنعتی، بررسی کاربرد‌های عملی آن‌ها در شرایط مختلف و استفاده از این روش بر روی سایر پلیمر‌ها و الیاف در نظر گرفته شده است.

این مقاله بخشی از نتایج پایان‌نامه کارشناسی ارشد علی بشیری رضایی تحت عنوان «تأثیر متقابل به ‌کارگیری مواد تغییرفازدهنده و سنتز در محل نانوذرات مس و آهن روی کالای پلی‌استری» در دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر است که به راهنمایی دکتر مجید منتظر عضو هیئت علمی این دانشکده و نویسنده مسئول این مقاله انجام شده است. این مقاله با عنوان Shape-stable thermo-responsive nano Fe ۳ O ۴/fatty acids/PET composite phase-change material for thermal energy management and saving applications در مجله Applied Energy با ضریب تأثیر ۸٫۴۲۶ در سال ۲۰۲۰ به چاپ رسیده است.

منبع: خبرگزاری دانشجو

کلیدواژه: دانشگاه امیرکبیر لپ تاپ نانو ذرات دانشگاه صنعتی امیرکبیر نانوذرات اکسید آهن کامپوزیت ها هدایت حرارتی اسید های چرب پلی استر لپ تاپ

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۰۲۲۷۸۸۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

فواید و خواص آب سیب زمینی

سیب زمینی یک گیاه پر خاصیت و ارزان قیمت که درمان بسیاری از بیماری ها را به راحتی انجام می دهد و برای زیبایی پوست و مو بسیار پر خاصیت است. اکثر مردم هرگز نوشیدن یک لیوان آب سیب زمینی را تجربه نکرده اند، اما همانطور که خواهید خواند خواص ، فواید و مزایای سلامتی اش چشمگیر است.

حقایق تغذیه ای آب سیب زمینی:

به گزارش نمناک، آب سیب زمینی غنی از مواد مغذی مانند ویتامین C، پتاسیم، ویتامین های مختلف B، کلسیم، آهن، فسفر، مس و گوگرد، است.اکثر مواد مغذی در پوست سیب زمینی قرار دارند، بنابراین مهم است که هنگام تهیه آبش در خانه، پوستش را نگیرید.

آب سیب زمینی به دلیل وجود بسیاری از مواد مغذی فواید زیادی دارد و تاثیرات چشمگیر سلامت آب سیب زمینی شامل جلوگیری از پیری، کمک به هضم، بهبود زخم، حمایت از کبد، بهبود گردش خون، تنظیم تولید هورمون، و غیره است.

آب سیب زمینی مانع از پیری می شود:

تحقیقات نشان داده است که آب سیب زمینی می تواند پوست را مرطوب کرده و آنتی اکسیدان ها را به سطح پوست منتقل کند، که می تواند به کاهش چین و چروک و لکه های سنی کمک کند، در حالی که از عفونت های التهابی و پوست محافظت می کند.

تقویت سطح انرژی با آب سیب زمینی :

آب سیب زمینی یک تقویت کننده انرژی عالی است، زیرا قندهای طبیعی موجود در این آب، اشکال آسان انرژی هستند.علاوه بر این، آب سیب زمینی دارای سطح بالایی از تیامین است، که می تواند توانایی بدن برای تجزیه کربوهیدرات ها را به انرژی قابل استفاده افزایش دهد.

آب سیب زمینی برای بهبود هضم:

محتوای نشاسته آب سیب زمینی با تعدادی از مشکلات گوارشی مرتبط است و می تواند باعث التهاب در روده و تسکین هضم شود و علائم یبوست، التهاب، گرفتگی و سوء هاضمه را از بین می برد.

درمان زخم با آب سیب زمینی:

آب سیب زمینی خواص آنتی اسیدهای شناخته شده و PH قلیایی دارد ؛ این می تواند اسیدیته را در روده شما متعادل کند و به درمان و پیشگیری از زخم معده کمک می کند.می تواند یک لایه محافظ در معده را ایجاد کند تا درد و ناراحتی این مشکلات شایع را از بین ببرد.

آب سیب زمینی برای سم زدایی کبد و کیسه صفرا:

آب سیب زمینی یکی از ارزان ترین روش ها برای پاک سازی کبد و کیسه صفرا است ، ژاپنی ها از این آب برای درمان هپاتیت استفاده می کنند.

بهبود سلامت قلبی با آب سیب زمینی:

مقدار قابل توجهی از پتاسیم در یک لیوان آب سیب زمینی وجود دارد، بیش از 50% مصرف روزانه شما.این بدان معنی است که روز خود را با یک لیوان از این آب شروع کنید که باعث کاهش فشار بر سیستم قلبی عروقی شما می شود و همچنین باعث کاهش تنش در رگ های خونی و عروق، و در نتیجه فشار خون می شود. این نیز خطر ابتلا به حمله قلبی، آترواسکلروز و سکته مغزی را کاهش می دهد.

درمان برای میگرن با آب سیب زمینی :

گفته شده است که سیب زمینی خام و آبش قرن هاست که در پزشکی سنتی اروپا استفاده می شود.یک تکه از سیب زمینی یا آب سیب زمینی را روی پیشانی و گیجگاه خود برای بهبود درد، استرس و حتی میگرن قرار دهید.

کمک به درمان بیماری کلیه با آب سیب زمینی:

مصرف منظم آب سیب زمینی با عملکرد بهتر کلیه و کاهش خطر ابتلا به تشکیل سنگ کلیه همراه است. تحقیقات زیادی در این زمینه گزارش نشده است، اما بسیاری از مردم ادعا می کنند که درمان با آب سیب زمینی برای آنها کار می کند.

آب سیب زمینی برای درمان سیاتیک:

سیاتیک با درد ناشی از ناحیه کمری مشخص می شود و به پاها می رسد. درمان های خانگی به خوبی برای درمان سیاتیک کار می کنند و گفته می شود یکی از موثرترین داروها، آب سیب زمینی است.آب سیب زمینی باعث تحریک عصب می شود و به حرکت پاها کمک می کند. نصف فنجان آب سیب زمینی خام را حداقل دو بار در روز برای از بین بردن درد بنوشید.

درمان نقرس از خواص آب سیب زمینی :

نقرس یک نوع آرتریت است که به علت تخریب اسید اوریک اضافی ناشی از التهاب و تورم در مفاصل است.آب سیب زمینی دارای خواص ضد التهابی است و باعث می شود تا اسید اوریک بیش از حد از مفاصل خنثی شود. این باعث می شود آب سیب زمینی یکی از بهترین درمان های طبیعی برای نقرس و درد همراه با آرتریت باشد.

آب سیب زمینی برای جلوگیری از بیماری قلبی عروقی:

آب سیب زمینی حاوی خواص آنتی اکسیدانی و ضد التهابی است که قلب را از انسداد شریان ها و توقف قلب محافظت می کند و از این رو سلامت قلب را بهبود می دهد.

کمک آب سیب زمینی به کاهش وزن:

مردم اشتباه تصور می کنند که مصرف سیب زمینی باعث افزایش وزن می شود با این حال، تحقیقات نشان داده اند که سیب زمینی واقعا به کاهش وزن کمک می کنند. آب سیب زمینی حاوی مقدار زیادی ویتامین C است که به افزایش متابولیسم کمک می کند.نوشیدن آب سیب زمینی پس از غذا باعث توقف هورمونهای گرسنگی (گرلین و لپتین) می شود که مانع از گرسنگی و باعث کاهش وزن می شود.

تقویت ایمنی:

آب سیب زمینی غنی از ویتامین C است که باعث تقویت ایمنی توسط تحریک تولید گلبول های سفید می شود.دیگر آنتی اکسیدان ها و مواد معدنی ایمنی باعث محافظت در برابر بیماری مزمن و کاهش استرس اکسیداتیو نیز می شوند.

بهبود سریع زخم از مزایای آب سیب زمینی:

آب سیب زمینی غنی از ویتامین C است که باعث تحریک تولید کلاژن می شود و به نوبه خود سرعت بهبود زخم ها را افزایش می دهد.

بهبود گردش خون با آب سیب زمینی:

نیاسین یکی دیگر از اعضای خانواده B است که در سطوح بالای در آب سیب زمینی یافت می شود.این ویتامین می تواند گردش خون را تحریک کند، که باعث بهبود اکسیژن رسانی در قسمت های مختلف بدن، همراه با تحویل مواد مغذی مورد نیاز برای ترمیم و عملکرد طبیعی می شود.

بهبود تولید هورمون با آب سیب زمینی:

مصرف منظم آب سیب زمینی ممکن است به بهبود سطح هورمون های جنسی و استرس کمک کند.

آب سیب زمینی برای سرطان:

آب سیب زمینی سالهاست برای جلوگیری یا درمان سرطان مورد استفاده می گیرد.از راهبان بودایی تا اعضای بسیاری از افراد انجمن علمی ژاپنی، اثبات اینکه آب سیب زمینی می تواند مانع تشکیل تومور شود، در حال رشد است. برخی از مواد فعال آب سیب زمینی می توانند در غلظت های زیادی وجود داشته باشند و برای کاهش اندازه تومور استفاده می شوند.

چگونه می توان آب سیب زمینی را تهیه کرد:

آب سیب زمینی نیاز به زور و تلاش کمی بیشتر از بسیاری از سبزیجات و میوه ها دارد، اما آبش واقعا ارزش فشارها را دارد ، پوستش را نگیرید تا مقدار بیشتری مواد مغذی را دریافت کنید.

عوارض جانبی آب سیب زمینی:

با وجود تمام مزایای سلامتش قابل توجه اش، آب سیب زمینی می تواند برخی از عوارض جانبی منفی، از جمله پریشانی دستگاه گوارش و یا افزایش سطح قند خون را به همراه داشته باشد با این حال، این عوارض جانبی به طور کلی در افرادی دیده می شود که آب سیب زمینی را نادرست تهیه می کنند یا زیاد می نوشند.به طور کلی، هیچ عوارض جانبی منفی برای نوشیدن این آب وجود ندارد.

عوارض آب سیب زمینی برای دیابت:

آب سیب زمینی سطح قندهای طبیعی را بالا می برد، که می تواند برای افراد مبتلا به قند خون، مانند افراد دیابتی خطرناک باشد. مصرفش باید در افراد درشت باشند، اما بیماران دیابتی باید به خصوص در مورد کیفیت گلوکز این آب بررسی کنند.

عوارض آب سیب زمینی برای مشکلات مربوط به معده:

تهیه این آب با سیب زمینی مناسب نکته اش است، به این معنی که در انتخاب سیب زمینی دقت کنید، هیچ خال یا ریشه ای مباید وجود داشته باشد. سموم خاصی در ریشه های سبز تازه سیب زمینی وجود دارد که می تواند باعث اسهال، ناراحتی های معده و حالت تهوع شود، بنابراین فقط باید سیب زمینی تمیز و تازه را استفاده کرد.

کانال عصر ایران در تلگرام