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2024-04-27 15:00

眨眼间就能变形的微型胶囊可能是开发更小电子产品的关键

Micro magic!: Tiny capsules that transform in the bl<em></em>ink of an eye could be key to developing smaller electronics

我们的手机和电子设备很快就会变得更小、更时尚,而且不会有过热的风险,这要归功于眨眼间就能变形的微胶囊。

拉夫堡大学的Goran Vladisavljevic博士和一组研究人员设计并制造了充满“相变材料”(PCMs)的微胶囊,这种材料在温度升高时从固体变为液体,从而吸收热量。

这篇题为“乐高启发的玻璃毛细管微流体装置:相变材料定制微胶囊化技术”的论文发表在ACS应用材料与界面杂志上。

这种胶囊宽约0.2毫米,不需要能源,可以用来吸收大量的热量,否则这些热量会转移到电子设备的元件上。

Vladisavljevic博士说,它们可以无限期地重复使用而不会失去其有效性,因为一旦温度下降,它们就会自动固化并“重置”。






他解释说:“当环境温度高于或低于相变材料的熔化温度时,微胶囊依赖于熔化和结晶的自然现象。

“假设过热发生在80°C以上。一旦设备内的温度超过80℃,相变材料从固体转变为液体时,热能将被胶囊吸收。

“当温度降低到80℃以下时,相变材料开始固化,存储的能量将缓慢释放。

“目标是在负载峰值期间抑制电子部件和电池组的温度峰值,例如在短时间内最大功耗期间。”

其他研究人员以前已经能够制造出含有pcm的微胶囊,但是制造它们的方法涉及复杂的、难以重复的化学过程,导致微胶囊不均匀。

Vladisavljevic博士和他的团队开发了一种独特的、高度可重复的、自动化的工艺,利用紫外线和一种特殊的微流体装置(其设计灵感来自乐高积木)生产均匀的微胶囊。

该设备由拉夫堡大学(Loughborough University)使用自动计算机过程制造,可以在液体外壳内产生均匀的pcm液滴。

这种外壳暴露在紫外线下几秒钟就会变硬,形成固体胶囊。

Vladisavljevic博士说,使用这种独特的工艺,胶囊可以根据需要用不同的尺寸、厚度和类型的PCM材料制成。它们甚至可以具有磁性,这意味着它们可以在设备中移动到最需要它们的地方。

Vladisavljevic博士说:“全球都有对小型电子设备的需求,但它们发展的一个障碍是流经设备集成电路的电流产生的热量。本研究提出了一个解决方案。

这种胶囊可用于冷却智能手机或笔记本电脑等电子设备,甚至可用于冷却电池或太阳能发电机。

这些胶囊已经在伯明翰大学进行了机械稳定性测试,并在德国卡尔斯鲁厄理工学院进行了耐久性测试。

“我们很高兴能进一步开发这种胶囊,并希望在不久的将来在工业上进行测试。”