最近的技術(shù)進(jìn)步使得越來(lái)越緊湊和靈活的設(shè)備的發(fā)展成為可能。這包括可穿戴或便攜式技術(shù)，例如智能手表，耳機(jī)或其他智能配件，可以通過(guò)多種方式幫助人類用戶。

加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的研究人員最近制定了一項(xiàng)策略，可以制造便攜式，緊湊和靈活的電熱冷卻裝置。在《自然能源》上發(fā)表的一篇論文中概述了這種策略，該策略基于四層級(jí)聯(lián)機(jī)制，可在用戶周圍環(huán)境中顯著提高溫度。

“我們的研究始于五年多以前，當(dāng)時(shí)我們由美國(guó)能源部的機(jī)構(gòu)ARPA-E資助，旨在解決關(guān)鍵的制冷需求：保持足夠的個(gè)人熱舒適性，同時(shí)減少辦公室和辦公室的HVAC能耗。建筑物”，進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一裴啟兵告訴TechXplore。“我們的主要目標(biāo)是制造可穿戴的散熱器。”

由第一作者裴M和他們的同事袁萌設(shè)計(jì)的袖珍冷卻裝置是由電熱聚合物薄膜制成的。當(dāng)電壓施加到聚合物上時(shí)，由于熵的顯著降低，裝置會(huì)發(fā)熱。相反，當(dāng)移除電壓時(shí)，設(shè)備的溫度下降。

“我們最初使用靜電驅(qū)動(dòng)機(jī)制，在施加電壓的同時(shí)將聚合物薄膜移動(dòng)到散熱片上，以便將熱量?jī)A瀉到散熱片中，” Pei解釋說(shuō)。“然后將薄膜致動(dòng)到熱源，并去除電壓。將薄膜冷卻，吸收來(lái)自熱源的熱量。”

最初，Pei和他的同事創(chuàng)建的設(shè)備主要基于一種機(jī)制，該機(jī)制將聚合物膜從其熱源組件和接收器反復(fù)穿梭。這對(duì)光源產(chǎn)生了所謂的凈冷卻效應(yīng)，導(dǎo)致溫度變化。但是，不幸的是，僅使用此機(jī)制的設(shè)備可以達(dá)到的溫度范圍有限，并保持在5華氏度左右。

“為了增加這個(gè)溫度跨度，我們引入了級(jí)聯(lián)機(jī)制，將多達(dá)四個(gè)冷卻單元組合在一起，以使冷卻溫度跨度乘以16華氏度。” Pei說(shuō)。“盡管增加了其他層，但級(jí)聯(lián)設(shè)備仍然很薄，只有1厘米厚。”

在初始測(cè)試中，該冷卻裝置實(shí)現(xiàn)了卓越的能源效率，并且在空載條件下的最高溫度升幅為8.7K。此外，它在2.7 K的溫度升程下的估計(jì)性能系數(shù)為9.0，在零溫度的升程下具有10.4的估計(jì)性能系數(shù)。

裴說(shuō)：“我們?cè)O(shè)計(jì)的級(jí)聯(lián)機(jī)制非常有前途，可產(chǎn)生多種溫度。” “它還有助于將設(shè)備效率提高三倍。通過(guò)這兩方面的改進(jìn)，我們可以預(yù)見(jiàn)緊湊，安靜，高效甚至可能變得靈活的固態(tài)冷卻設(shè)備。”

將來(lái)，Pei和他的同事們提出的基于級(jí)聯(lián)的設(shè)計(jì)可用于創(chuàng)建形狀，尺寸和性能各不相同的便攜式冷卻設(shè)備。在接下來(lái)的研究中，研究人員計(jì)劃探索使用替代或其他設(shè)計(jì)策略，以使他們制造的設(shè)備更小巧，更謹(jǐn)慎，高效和靈活。

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