生物體內(nèi)的血管不僅是用于輸送血液的管道,還起著散熱的作用。一份新研究模擬人體的血管脈絡(luò)設(shè)計(jì)冷卻微管道系統(tǒng),結(jié)合三維打印技術(shù)造出復(fù)合材料,在飛機(jī)、汽車和電腦的冷卻系統(tǒng)都有潛在用途。
美國(guó)德雷塞爾大學(xué)和北卡羅來(lái)納州立大學(xué)聯(lián)合完成的研究,提出了利用電腦設(shè)計(jì)結(jié)合三維打印技術(shù)生產(chǎn)冷卻材料的方案。這套系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)快速生成形狀、大小和分布都最適合冷卻功能的微管設(shè)計(jì)圖,之后通過(guò)三維打印的方式按照設(shè)計(jì)打印出具有主動(dòng)散熱功能的碳纖維復(fù)合材料。
“當(dāng)你感覺(jué)熱的時(shí)候,身體向循環(huán)系統(tǒng)發(fā)出信息,泵送更多血液到皮膚表面,這也就是為什么人們熱的時(shí)候會(huì)臉紅?!毖芯空咧坏吕兹麪柎髮W(xué)工程學(xué)助理教授納賈菲說(shuō),“這是天然的散熱系統(tǒng),運(yùn)作良好。多年來(lái)科學(xué)家們一直研究如何把這樣的機(jī)制應(yīng)用到機(jī)械散熱系統(tǒng),比如為汽車和電腦散熱。”
目前,從電子汽車到下一代飛機(jī),新技術(shù)機(jī)械工藝使性能不斷提高,但是發(fā)熱量也隨之增大。微脈管纖維復(fù)合材料是這些行業(yè)正在研發(fā)的先進(jìn)的冷卻材料。
合作研究者北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的帕特里克說(shuō):“從生物體的循環(huán)系統(tǒng)得到啟發(fā),研究人員發(fā)現(xiàn)內(nèi)部微管系統(tǒng)可為合成材料提供有效的冷卻效果?!边@份研究近期發(fā)布在《國(guó)際傳熱傳質(zhì)雜志》上。