Zázračný systém chlazení/ohřívání s kovovými svaly. Kredit: Oliver Dietze.

Materiáloví vědci jsou čarodějové a alchymisté dnešního věku. Jejich výtvory bývají obdivuhodné. Mají takové vlastnosti, jaké by člověka ani nenapadly. Platí to i pro nový výzkum německých materiálových vědců, kteří vyvinuli výjimečně účinný systém z kovových svalů pro chlazení a ohřívání zároveň.

Stefan Seelecke. Kredit: Oliver Dietze.

Zní to jako halucinace. Ale Stefan Seelecke z německé Universität des Saarlandes a jeho spolupracovníci využili jedné podivuhodné vlastnosti jistých paměťových slitin, tedy kovů, které se za určitých okolností samovolně vracejí do původního tvaru. V některých případech totiž, obzvláště u slitiny niklu a titanu známé jako NiTinol, tyto kovy během změny původního tvaru absorbují značné množství tepla. A když se vracejí do svého původního tvaru, tak teplo naopak uvolňují. Rozdíl mezi teplotami zmíněné slitiny v původním tvaru a slitiny pozměněného tvaru přitom může být až 20 °C.

Seelecke a spol. díky této materiálové magii vytvořili prototyp zařízení, které je založené na kovových „svalech“ ze slitiny niklu a titanu. Když se tyhle svaly napínají a zase uvolňují tak tím ohřívají či naopak ochlazují vzduch. Dovedou to dvakrát účinněji než tepelné čerpadlo či třikrát účinněji než klimatizační jednotka. Zásadní je i to, že nový systém nepotřebuje žádný chladící plyn, takže je to technologie velmi vstřícná k životnímu prostředí.

Tým Universität des Saarlandes experimentoval s konstrukcí tohoto průlomového zařízení a ladil jeho parametry. Výsledky jsou dost oslnivé. Výkon ochlazování či ohřevu je u nového systému až třicetkrát vyšší, než je mechanická síla potřebná k deformacím a opětovnému návratu tvaru kovových svalů. Seelecke zdůrazňuje, že pokud by jejich systém byl součástí pokročilé klimatizační jednotky, tak by její konstrukce byla jednodušší a provoz mnohem méně nákladný, než je dnes.

Universität des Saarlandes.

Myšlenka ochlazování nebo ohřívání pomocí pohybů kovových svalů zní dost bláznivě. Co s tím udělá únava materiálu? Jenomže jde o NiTinol, který je v tomto směru dost odlišný od většiny ostatních kovů. Používá se například v medicínských aplikacích, včetně těch implantovatelných, jako jsou například stenty, které zařizují pacientům zprůchodnění cév a dalších trubic v těle. Díky své mimořádné flexibilitě a výdrži se tyto stenty pohybují, napínají a ohýbají podle pohybů pacienta. Vtip je v tom, že tahle slitina je extrémně odolná vůči únavě materiálu, což se teď velmi hodí pro ochlazovací/ohřívací systém.

Autoři systému ještě musí svůj výtvor pořádně prozkoušet a vyladit. Zatím vypadá jako excelentní technologie, která dokáže ušetřit energii, a tudíž peníze, a zároveň se vyhýbá chladícím plynům, čímž pochopitelně šetří životní prostředí.

Literatura
Universität des Saarlandes 12. 3. 2019.