Científicos de UCLA crean un enfriador de aire que cabe en su bolsillo

Imagínese poder colocar un enfriador de aire en su bolsillo o nunca tener que preocuparse del sobrecalentamiento del teléfono inteligente. Esos sueños podrían ser realidad muy pronto, gracias a un “refrigerador” de bolsillo desarrollado por investigadores de la UCLA.

El pequeño dispositivo, descrito en la revista Science, podría utilizarse para construir sistemas de refrigeración más silenciosos, más eficientes desde el punto de vista energético y amigables con el medio ambiente.

Los aires acondicionados actuales son ruidosos, pesados y no exactamente verdes; ponen una gran cantidad de dióxido de carbono en el aire y normalmente implican el bombeo de fluidos refrigerantes que no son buenos para el medio ambiente especialmente si una unidad se rompe o se desecha de forma inapropiada.

Los dispositivos más nuevos llamados refrigeradores termoeléctricos necesitan costosos materiales de cerámica, y no parecen enfriar cosas tan eficientemente como esos dispositivos de compresión de vapor tradicionales.

Pero el nuevo dispositivo aprovecha los efectos electrocalóricos, aprovechando un campo eléctrico para derivar el calor no deseado a través de materiales especialmente diseñados, dijo el autor principal Qibing Pei, científico de materiales de la UCLA.

Pei y sus colegas usaron un polímero con propiedades especiales y lo colocaron en capas en un espacio abierto entre una fuente de calor (la parte que desea que se enfríe) y un disipador de calor (la parte que absorbe todo el calor no deseado).

Cuando ese polímero está tocando el fregadero, los científicos aplican un campo eléctrico, haciendo que las moléculas del polímero se alineen de una manera ordenada - reduciendo su entropía, o desorden. Esto fuerza el calor fuera de la capa de polímero y dentro del disipador de calor.

Entonces los científicos mueven el polímero al lado de la fuente de calor y quitan el campo eléctrico, permitiendo que las moléculas ordenadas relajen y la temperatura caiga. El polímero enfriado ahora puede absorber más calor de la fuente, enfriándolo y luego volver al fregadero y repetir el proceso de nuevo.

Esta tecnología es muy eficiente en energía, pero hay otra razón por la que podría ser menos costoso y mejor para el medio ambiente. Los acondicionadores de aire actuales también funcionan enfriando un gran espacio, señaló Pei. Eso es un derroche, porque la gente no necesita un edificio entero enfriado, señaló.

“Cuando enciendes el acondicionador de aire en tu casa, solo debes enfriarte tu ... lo demás es un enorme desperdicio de energía”, dijo Pei.

Al tomar una estrategia diferente -como colocar un pequeño dispositivo de enfriamiento en el asiento de una persona y enfriar personas en vez de espacios- las compañías podrían potencialmente reducir los costos de sus cuentas de Aire Acondicionado de las oficinas.

Los investigadores fueron capaces de construir el dispositivo de enfriamiento de un material flexible y adjuntarlo a una batería de Samsung Galaxy S4, enfriándolo 8 grados Celsius (o 14,4 grados Fahrenheit) en sólo cinco segundos. Compare esto con la refrigeración por aire de la batería, que sólo reduce en 3 grados Celsius la temperatura y requiere para ello 50 segundos.

“El sobrecalentamiento de las baterías de los teléfonos inteligentes bajo cargas de trabajo elevadas crea un riesgo de incendio y el uso prolongado bajo sobrecarga térmica provoca que se reduzca el ciclo de vida útil de la batería y provoca la fatiga de otros materiales y componentes en el teléfono”, escribieron los autores del estudio. “Nuestro enfoque de enfriamiento flexible podría ayudar a mitigar este problema”.

Este dispositivo podría utilizarse de diversas maneras, dijo Qiming Zhang, un ingeniero de materiales y dispositivos que no participó en la investigación. Podría utilizarse como dispositivos de refrigeración de confort en electrónica portátil, o utilizados para dispositivos de refrigeración terapéutica para inflamación física y lesión. Se podría desplegar en los hogares y edificios de oficinas, y se podría utilizar en los laboratorios. Y, por supuesto, se puede utilizar para enfriar artefactos electrónicos como teléfonos de forma segura y silenciosa.

“Es muy emocionante”, dijo Zhang, quien co-escribió un comentario sobre el periódico. “Este es un buen primer paso”.

El siguiente paso, dijo Pei, puede implicar la búsqueda de empresas que estén interesadas en seguir desarrollando este tipo de tecnología para los consumidores.

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