สวิตช์ความร้อนที่ค้นพบในวัสดุชีวมวลที่ทำจากปลาหมึก

Anonim

การปรับแต่งวัสดุสำหรับคุณสมบัติทางแสงและทางไฟฟ้าที่ดีที่สุดกำลังเป็นที่นิยมทั่วไป ตอนนี้นักวิจัยและผู้ผลิตอาจสามารถปรับแต่งวัสดุสำหรับการนำความร้อนได้โดยการใช้โปรตีนที่ได้รับแรงบันดาลใจจากปลาหมึกซึ่งทำซ้ำหลายครั้ง

Melik Demirel ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยเทคโนโลยีขั้นสูงไฟเบอร์ที่รัฐเพนน์สกล่าวว่า "การควบคุมการขนส่งทางความร้อนในเทคโนโลยีสมัยใหม่เช่นเครื่องทำความเย็นการจัดเก็บข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์หรือสิ่งทอถือเป็นปัญหาที่ยังไม่แก้" ตัวอย่างเช่นวัสดุพลาสติกมาตรฐานส่วนใหญ่มีการนำความร้อนต่ำมากและเป็นฉนวนความร้อนวัสดุชีวภาพที่ใช้ปลาหมึกเหล่านี้ที่เรากำลังทำงานอยู่มีการนำไฟฟ้าต่ำที่ความชื้นแวดล้อม แต่สามารถออกแบบเพื่อให้การนำความร้อนของพวกเขาเพิ่มขึ้นอย่างมาก."

ในกรณีนี้การเพิ่มขึ้นจะขึ้นอยู่กับจำนวนทวีตตีคู่ในโปรตีนและสามารถเพิ่มขึ้น 4.5 เท่าของการเพิ่มขึ้นที่เห็นได้ในพลาสติกทั่วไป การทำซ้ำแบบทวีคูณเป็นการทำซ้ำของดีเอ็นเอที่พบในธรรมชาติในกรณีนี้ในฟันวงแหวนปลาหมึก

นักวิจัยกล่าวว่าการใช้ฟิล์มชีวภาพนี้อาจเป็นลักษณะการเคลือบผ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการสึกหรอของนักกีฬา วัสดุนี้สามารถสวมใส่สบาย ๆ ได้ทุกวัน แต่เมื่อใช้งานหนักแล้วเหงื่อที่ผู้สวมใส่จะ "พลิก" สวิตช์ความร้อนและทำให้ผ้าสามารถขจัดความร้อนออกจากร่างกายของผู้สวมใส่ได้

Demirel และทีมงานของเขาได้ออกแบบโปรตีนสังเคราะห์ที่มีลวดลายตามลำดับการทำซ้ำแบบทวีคูณ พวกเขาสามารถที่จะเลือกจำนวนซ้ำที่พวกเขาต้องการและตรวจสอบว่าโปรตีนต่าง ๆ ทำปฏิกิริยาอย่างไรในกรณีนี้ต่อความชื้น

นักวิจัยรายงานว่าภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีความชื้นต่ำกว่า 35 เปอร์เซ็นต์การนำความร้อนของฟิล์มโปรตีนเหล่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับหน่วยซ้ำหรือน้ำหนักโมเลกุลและแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการนำความร้อนที่คล้ายคลึงกันไปกับโพลิเมอร์ที่ไม่เป็นระเบียบและโปรตีนไม่ละลายน้ำ 13) ใน นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ

อย่างไรก็ตามเมื่อฟิล์มได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีโครงสร้างโมเลกุลสูงขึ้นค่าการนำความร้อนจะเพิ่มขึ้นเมื่อเปียกชื้นเนื่องจากมีความชื้นความชื้นหรือเหงื่อสูง ในความร่วมมือกับทีม University of Virginia และ NIST นักวิจัยพบว่าจำนวนการทวีคูณทวีคูณเพิ่มขึ้นค่าการนำความร้อนได้ดีเช่นกัน

เนื่องจากการนำความร้อนเมื่อเปียกเป็นเส้นตรงที่สัมพันธ์กับจำนวนครั้งซ้ำ ๆ เราสามารถกำหนดปริมาณการนำความร้อนลงในวัสดุได้ "นายเดมิร์เรลกล่าว "ดังนั้นเราจึงสามารถสร้างสวิทซ์ความร้อนที่ดีขึ้นตัวควบคุมและไดโอดคล้ายกับอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อแก้ปัญหาในเทคโนโลยีสมัยใหม่เช่นเครื่องทำความเย็นการจัดเก็บข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์หรือสิ่งทอ"

เมื่อวัสดุคืนสู่สภาพแวดล้อมปกติหรือต่ำกว่าสวิตช์จะดับลงและโปรตีนจะไม่สามารถให้ความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

menu
menu