一種由聚合物薄膜製成的設備有望用於可穿戴和便攜式應用。加州大學洛杉磯分校的材料科學家們創造了一種緊湊型冷卻裝置，它能利用多層柔性薄膜持續散熱。 這種設計利用了電熱效應，即施加電場可暫時改變材料的溫度。在實驗室實驗中，研究人員發現，這種原型機可以將其周圍的環境溫度持續降低華氏度16度，並在大約30秒後將熱源處的溫度降低25度。

加州大學洛杉磯分校研發的新型冷卻裝置由六層薄薄的奈米管塗層聚合物薄膜組成，厚度約為四分之一英吋。 資料來源：加州大學洛杉磯分校軟材料研究實驗室

發表在《科學》雜誌上的一篇論文詳細介紹了這種方法，該方法可應用於可穿戴冷卻技術或便攜式冷卻設備。

加州大學洛杉磯分校塞繆爾里工程學院材料科學與工程系教授裴啟兵（Qibing Pei）說：”我們的長期目標是將這項技術用於舒適、經濟、可靠和節能的可穿戴式冷卻配件，尤其是針對那些長時間在酷熱環境中工作的人。一種解決方案的基礎”。

實驗材料是由六層聚合物薄膜組成的圓形疊層，整個疊層直徑不到一英寸，厚度為四分之一英寸。 每一層的兩面都塗有碳奈米管。 由此產生的材料具有鐵電性，這意味著它在施加電場時會改變形狀。

當設備的電場接通時，堆疊層會成對地相互擠壓。 當電場關閉時，堆疊的層對分開，然後壓向其他相鄰的層。 隨著這個交替過程的不斷重複，這種自我再生、手風琴式的級聯動作將熱量一層一層地不斷抽走。

“項研究的共同第一作者之一、在裴旭東實驗室工作的博士後吳漢祥說：”聚合物薄膜利用電路在成對堆疊的層之間穿梭電荷，這使得柔性冷卻裝置比空調更有效。 “

該裝置的聚合物薄膜像手風琴一樣膨脹和收縮，將熱量從熱源抽走，使熱量冷卻約華氏 16 度。 資料來源：加州大學洛杉磯分校軟材料研究實驗室

傳統的冷卻技術依賴空調和製冷，這需要蒸汽壓縮，不僅消耗大量能源，而且使用二氧化碳作為冷卻劑。 新設備設計更簡單，不需要產生溫室氣體的冷卻劑或液體。 它僅靠電力運行，而電力可透過太陽能電池板等再生能源持續產生。

這項研究的共同第一作者、機械工程博士後嚴文忠說：”這種冷卻裝置將先進材料與優雅的機械結構融為一體，通過將功能直接嵌入其結構來提供高能效冷卻，從而降低了複雜性、能耗和計算需求。

裴文盛在加州大學洛杉磯分校機械與航空航天工程系擔任聯合教職，並負責管理軟材料研究實驗室。 他和他的團隊一直在研究電積冷卻技術，旨在為實際應用降低足夠的溫度。

裴說：”由於我們可以使用柔性薄膜，電積冷卻技術將成為下一代可穿戴設備的最理想選擇，它可以讓我們在劇烈運動的條件下保持涼爽。”它還可用於冷卻帶有柔性組件的電子產品。 “

勞倫斯柏克萊國家實驗室的材料科學家兼熱能組組長蘇曼吉特-考爾（Sumanjeet Kaur）是這項研究的另一位作者，也是加州大學洛杉磯分校為這項發明申請專利的共同發明者。 Kaur說：”高效的穿戴式冷卻技術在推動能源節約和減緩氣候變遷方面的潛力怎麼強調都不為過。”

編譯自/ ScitechDaily