液体喷雾冷却遍及行使于电力电子筑造的热处分。直接喷水固然纯粹,但弗成避免地导致大方水耗损。用水凝胶涂层保水可能节减水的损耗,但现有的非众孔涂层因为水再吸取迂缓而存正在部分性。浙江大学化工学院的赵骞老师团队提出并告竣了一种喷涂办法,可能原位神速造成众孔水凝胶涂层,可神速吸取并固定用于蒸发降温的水,从而抬高热处分恶果。
电子筑造过热后恶果明显低重,寿命缩短,以至长远性损坏。工业界采用包含辐射制冷、热管冷却和液体喷雾冷却正在内的众种冷却办法。个中,液体喷雾冷却因其高热传达通量、灵敏的温度支配、以及操作纯粹等特征被遍及用于工业筑造降温。水动作冷却液具有低本钱、无污染和高蒸发焓等上风。然而,直接喷洒水正在怒放体系中会导致大方损耗,从头征求冷却水正在经济上往往不切现实。均衡有用热处分与资源俭约的可继续管理计划至合紧急。
水凝胶是不妨积聚大方水,水分蒸发后续吸水再生以反复降温做事。但寻常无孔水凝胶吸水再生较慢,大凡需数小时。众孔水凝胶可明显抬高吸水再生速率,但现有冻干、发泡、亡故模板等众孔水凝胶制备办法难以与现有的水凝胶涂装身手(如皮相桥接、皮相聚会、浸涂和喷涂等)成婚,若何正在不端正筑造皮相原位大面积涂装众孔水凝胶存正在挑拨。
针对这一挑拨,该探索发现一种行之有用的办法。该办法最初喷涂聚乙烯醇(PVA)和单宁酸(TA)同化粉末,随后喷涂戊二醛(GA)水溶液。PVA和TA的水溶化导致氢键汇集的瞬时造成,固定初始颗粒间的孔隙。PVA与GA之间的后续化学交联响应不单长远安谧了孔隙,还巩固了涂层的机器功能(图1与图2)。探索对众孔组织的造成机理举办了研商。当TA含量不够时,初始颗粒间的孔隙难以固定,PVA齐备溶化后才爆发交联响应,难以有用造成众孔组织。而当GA浓度低时,后交联不齐备,动态的PVA/TA氢键汇集受水分子扩散的影响,将渐渐由众孔组织转折为无孔组织。由此注明,这种两步交联与颗粒溶化的动力学调控是造成孔组织的要害(图3)。
之后,探索诈骗静电喷涂办法告竣了众孔水凝胶涂层的大面积制备。涂层的厚度可由电压与气流速率等条目举办支配。众孔涂层具有机器安谧性与较强的附出力,可安谧涂装正在木柴、金属、玻璃、塑料等差别资料皮相,且放肆庞杂形势的皮相均能被匀称涂装(图4)。探索进一步正在太阳能发电板等功率电子器件上造成众孔水凝胶涂层。这种涂层可神速且可反复的吸取喷淋水,并长效保留,从而诈骗更少的冷却水告竣更高效并历久的降温成就以抬高电子筑造的做事恶果(图5)。
这种纯粹高效的办法众孔涂层制备道理可能扩展至其他聚会物系统,以抬高其他冷却介质的运用恶果。除热处分以外,这种奇特的水凝胶涂装办法希望正在农业、情况、以及生物医学等与水合连的场景中得以诈骗。(原因:科学网)