ভবিষ্যতে, রেফ্রিজারেটর কুলিং শুধুমাত্র "পাকানো" প্রয়োজন হতে পারে

একটি আরও দক্ষ, শক্তি-সাশ্রয়ী, সবুজ এবং বহনযোগ্য শীতল পদ্ধতি হ'ল মানুষের অবিরাম অনুসন্ধানের দিক। সম্প্রতি, সায়েন্স জার্নালে একটি অনলাইন নিবন্ধ চীনা এবং আমেরিকান বিজ্ঞানীদের একটি যৌথ গবেষণা দল দ্বারা আবিষ্কৃত একটি নতুন নমনীয় রেফ্রিজারেশন কৌশল সম্পর্কে রিপোর্ট করেছে - "টরসিয়াল হিট রেফ্রিজারেশন"। গবেষণা দলটি খুঁজে পেয়েছে যে ফাইবারের অভ্যন্তরে মোচড় পরিবর্তন করা শীতলতা অর্জন করতে পারে। উচ্চ রেফ্রিজারেশন দক্ষতা, ছোট আকার এবং বিভিন্ন সাধারণ উপকরণের জন্য প্রযোজ্যতার কারণে, এই প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি "টুইস্টেড হিট রেফ্রিজারেটর"ও আশাব্যঞ্জক হয়ে উঠেছে।

এই কৃতিত্ব মেডিসিনাল কেমিস্ট্রি বায়োলজির স্টেট কি ল্যাবরেটরি, স্কুল অফ ফার্মেসি, এবং নানকাই ইউনিভার্সিটির শিক্ষা মন্ত্রণালয়ের কার্যকরী পলিমারের কী ল্যাবরেটরি, এবং রে এইচ. বগম্যানের টিম থেকে অধ্যাপক লিউ জুনফেং-এর দলের সমবায় গবেষণা থেকে আসে। , টেক্সাস স্টেট ইউনিভার্সিটি, ডালাস শাখার অধ্যাপক এবং নানকাই বিশ্ববিদ্যালয়ের ডসেন্ট ইয়াং শিক্সিয়ান।

শুধু তাপমাত্রা কম করুন এবং এটি মোচড়

ইন্টারন্যাশনাল রেফ্রিজারেশন রিসার্চ ইনস্টিটিউটের তথ্য অনুসারে, বর্তমানে বিশ্বে এয়ার কন্ডিশনার এবং রেফ্রিজারেটরের বিদ্যুৎ খরচ বিশ্বব্যাপী বিদ্যুৎ খরচের প্রায় 20%। এয়ার কম্প্রেশন রেফ্রিজারেশনের বহুল ব্যবহৃত নীতিটি আজকাল সাধারণত 60% এর কম কার্নোট কার্যকারিতা রয়েছে এবং প্রথাগত হিমায়ন প্রক্রিয়া দ্বারা নির্গত গ্যাসগুলি গ্লোবাল ওয়ার্মিংকে বাড়িয়ে তুলছে। মানুষের দ্বারা হিমায়নের ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, হিমায়ন দক্ষতাকে আরও উন্নত করার জন্য নতুন হিমায়ন তত্ত্ব এবং সমাধানগুলি অন্বেষণ করা, খরচ কমানো এবং রেফ্রিজারেশন সরঞ্জামের আকার হ্রাস করা একটি জরুরী কাজ হয়ে দাঁড়িয়েছে।

প্রাকৃতিক রাবার প্রসারিত হলে তাপ উৎপন্ন করবে, কিন্তু প্রত্যাহারের পর তাপমাত্রা কমে যাবে। এই ঘটনাটিকে "ইলাস্টিক থার্মাল রেফ্রিজারেশন" বলা হয়, যা 19 শতকের প্রথম দিকে আবিষ্কৃত হয়েছিল। যাইহোক, ভাল শীতল প্রভাব অর্জনের জন্য, রাবারটিকে তার নিজের দৈর্ঘ্যের 6-7 গুণ আগে প্রসারিত করতে হবে এবং তারপরে প্রত্যাহার করতে হবে। এর মানে হল রেফ্রিজারেশনের জন্য একটি বড় ভলিউম প্রয়োজন। অধিকন্তু, "থার্মাল রেফ্রিজারেশন" এর বর্তমান কার্নোট দক্ষতা তুলনামূলকভাবে কম, সাধারণত প্রায় 32%।

"টরসিয়াল কুলিং" প্রযুক্তির মাধ্যমে, গবেষকরা ফাইবারস রাবার ইলাস্টোমারকে দুবার (100% স্ট্রেন) প্রসারিত করেছেন, তারপর উভয় প্রান্তকে স্থির করেছেন এবং একটি সুপারহেলিক্স কাঠামো তৈরি করতে এক প্রান্ত থেকে মোচড় দিয়েছেন। পরবর্তীকালে, দ্রুত মোচড়ানোর ঘটনা ঘটে এবং রাবারের তন্তুগুলির তাপমাত্রা 15.5 ডিগ্রি সেলসিয়াস কমে যায়।

এই ফলাফলটি 'ইলাস্টিক থার্মাল রেফ্রিজারেশন' প্রযুক্তি ব্যবহার করে শীতল প্রভাবের চেয়ে বেশি: 7 গুণ বেশি প্রসারিত রাবারটি সংকুচিত হয় এবং 12.2 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শীতল হয়। যাইহোক, যদি রাবারটি পেঁচানো এবং প্রসারিত করা হয় এবং তারপরে একই সাথে ছেড়ে দেওয়া হয়, তবে 'টরসিয়াল থার্মাল রেফ্রিজারেশন' 16.4 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ঠান্ডা হতে পারে। লিউ জুনফেং বলেছেন যে একই শীতল প্রভাবের অধীনে, 'টরসিয়াল থার্মাল রেফ্রিজারেশন' রাবারের পরিমাণ 'ইলাস্টিক থার্মাল রেফ্রিজারেশন' রাবারের মাত্র দুই-তৃতীয়াংশ, এবং এর কার্নোট কার্যকারিতা 67% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যা বায়ুর নীতির চেয়ে অনেক বেশি। কম্প্রেশন হিমায়ন।

মাছ ধরার লাইন এবং টেক্সটাইল লাইন এছাড়াও ঠান্ডা করা যেতে পারে

গবেষকরা প্রবর্তন করেছেন যে "টরসিয়াল হিট রেফ্রিজারেশন" উপাদান হিসাবে রাবারের উন্নতির জন্য এখনও অনেক জায়গা রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, রাবারের একটি নরম টেক্সচার রয়েছে এবং উল্লেখযোগ্য শীতলতা অর্জনের জন্য অনেকগুলি মোচড়ের প্রয়োজন। এর তাপ স্থানান্তর গতি ধীর, এবং উপাদানটির বারবার ব্যবহার এবং স্থায়িত্বের মতো সমস্যাগুলি বিবেচনা করা দরকার। অতএব, অন্যান্য "টরসিয়াল রেফ্রিজারেশন" উপকরণগুলি অন্বেষণ করা গবেষণা দলের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ যুগান্তকারী দিক হয়ে উঠেছে।

মজার বিষয় হল, আমরা দেখেছি যে 'টরসিয়াল হিট কুলিং' স্কিম মাছ ধরা এবং টেক্সটাইল লাইনের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য। পূর্বে, লোকেরা বুঝতে পারেনি যে এই সাধারণ উপকরণগুলি শীতল করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, "লিউ জুনফেং বলেছিলেন।

গবেষকরা প্রথমে এই অনমনীয় পলিমার ফাইবারগুলিকে মোচড় দিয়ে একটি হেলিকাল কাঠামো তৈরি করেছিলেন। হেলিক্স প্রসারিত করলে তাপমাত্রা বাড়তে পারে, কিন্তু হেলিক্স প্রত্যাহার করার পর তাপমাত্রা কমে যায়।

পরীক্ষায় দেখা গেছে যে "টরসিয়াল হিট কুলিং" প্রযুক্তি ব্যবহার করে, পলিথিন ব্রেইডেড তার 5.1 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা হ্রাস করতে পারে, যখন উপাদানটি সরাসরি প্রসারিত হয় এবং প্রায় কোনও তাপমাত্রার পরিবর্তন লক্ষ্য করা যায় না। এই ধরনের পলিথিন ফাইবারের 'টরসিয়াল হিট কুলিং' এর নীতি হল যে প্রসারিত সংকোচন প্রক্রিয়ার সময়, হেলিক্সের অভ্যন্তরীণ বাঁক কমে যায়, যার ফলে শক্তির পরিবর্তন ঘটে। লিউ জুনফেং বলেছেন যে এই অপেক্ষাকৃত শক্ত উপাদানগুলি রাবারের তন্তুগুলির চেয়ে বেশি টেকসই, এবং শীতল করার হার রাবারের তুলনায় খুব কম প্রসারিত হলেও।

গবেষকরা আরও দেখেছেন যে উচ্চ শক্তি এবং দ্রুত তাপ স্থানান্তর সহ নিকেল টাইটানিয়াম আকৃতির মেমরি অ্যালয়গুলিতে "টরসিয়াল হিট কুলিং" প্রযুক্তি প্রয়োগ করার ফলে আরও ভাল শীতল কার্যক্ষমতা পাওয়া যায়, এবং একটি বৃহত্তর শীতল প্রভাব অর্জনের জন্য শুধুমাত্র একটি কম টুইস্ট প্রয়োজন।

উদাহরণস্বরূপ, চারটি নিকেল টাইটানিয়াম খাদ তারগুলিকে একত্রে মোচড়ানোর মাধ্যমে, উল্টানোর পরে সর্বাধিক তাপমাত্রা ড্রপ 20.8 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছতে পারে এবং সামগ্রিক গড় তাপমাত্রা 18.2 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছতে পারে। এটি 'থার্মাল রেফ্রিজারেশন' প্রযুক্তি ব্যবহার করে অর্জিত 17.0 ডিগ্রি সেলসিয়াস কুলিং থেকে সামান্য বেশি। একটি রেফ্রিজারেশন চক্র মাত্র 30 সেকেন্ড সময় নেয়, "লিউ জুনফেং বলেছেন।

ভবিষ্যতে রেফ্রিজারেটরে নতুন প্রযুক্তি ব্যবহার করা যাবে

"টরসিয়াল হিট রেফ্রিজারেশন" প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে, গবেষকরা একটি রেফ্রিজারেটর মডেল তৈরি করেছেন যা প্রবাহিত জলকে ঠান্ডা করতে পারে। তারা 7.7 ডিগ্রী সেলসিয়াস ঠাণ্ডা অর্জনের জন্য প্রতি সেন্টিমিটারে 0.87 ঘূর্ণন ঘোরানোর উপকরণ হিসাবে তিনটি নিকেল টাইটানিয়াম খাদ তার ব্যবহার করেছে।

এই আবিষ্কারটি এখনও 'টুইস্টেড হিট রেফ্রিজারেটর'-এর বাণিজ্যিকীকরণের আগে অনেক দূর যেতে হবে, সুযোগ এবং চ্যালেঞ্জ উভয়ই, “রে বোম্যান বলেন। লিউ জুনফেং বিশ্বাস করেন যে এই গবেষণায় আবিষ্কৃত নতুন রেফ্রিজারেশন প্রযুক্তি হিমায়ন ক্ষেত্রে একটি নতুন খাতকে প্রসারিত করেছে। এটি রেফ্রিজারেশন ক্ষেত্রে শক্তি খরচ কমাতে একটি নতুন উপায় প্রদান করবে।

"টরসিয়াল হিট রেফ্রিজারেশন"-এর আরেকটি বিশেষ ঘটনা হল যে ফাইবারের বিভিন্ন অংশ বিভিন্ন তাপমাত্রা প্রদর্শন করে, যা ফাইবারের দৈর্ঘ্যের দিক বরাবর ফাইবারকে মোচড় দিয়ে উত্পন্ন হেলিক্সের পর্যায়ক্রমিক বিতরণের কারণে ঘটে। গবেষকরা নিকেল টাইটানিয়াম খাদ তারের পৃষ্ঠকে থার্মোক্রোমিজম আবরণ দিয়ে প্রলিপ্ত করেছেন যাতে "টরসিয়াল কুলিং" রঙ পরিবর্তনকারী ফাইবার তৈরি করা হয়। মোচড়ানো এবং মোচড়ানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন, ফাইবারটি বিপরীতমুখী রঙের পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়। এটি ফাইবার টুইস্টের দূরবর্তী অপটিক্যাল পরিমাপের জন্য একটি নতুন ধরণের সেন্সিং উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, খালি চোখে রঙের পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করে, কেউ জানতে পারে যে দূরত্বে উপাদানটি কতগুলি আবর্তন করেছে, যা একটি খুব সাধারণ সেন্সর। "লিউ জুনফেং বলেছেন যে "টরসিয়াল হিট কুলিং" নীতির উপর ভিত্তি করে, কিছু ফাইবার বুদ্ধিমান রঙ পরিবর্তন কাপড়ের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।