Чипы-камикадзе: почему ваш компьютер вот-вот взорвется от перегрева
Микроволновка, которую собрали немецкие инженеры, охлаждает до минус двухсот семидесяти градусов! Но это пока лишь научная кухня. В быту изобретение использовать рано. Сейчас ученые экспериментируют не с пельменями, а только с молекулами газов. А какие технические новинки нам действительно помогут побороть жару?
Подробнее – в программе "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Как остудить АЭС при нагрузках
Эмоции зашкаливают, ситуация накаляется. Знойное лето прошлого года довело до точки кипения жителей юга России. На улице плюс сорок, вентиляторы и кондиционеры не работают, трамваи и троллейбусы стоят.
"На Ростовской АЭС произошла авария, это стопудово. Весь юг России сидит без света: Махачкала, Ставрополь, Сочи, Ростов, Краснодар…" – посетовал житель Краснодара Алексей Корнев.
По данным Росатома, сбой произошел в турбогенераторе Ростовской АЭС, где энергия кипящего пара превращается в электричество. Техника не выдержала аномальной жары и перегрузки. Несколько регионов остались без электричества.
"У нас несколько дней нет ни воды, ни света, на улице жара!" –жаловалась жительница Краснодара Кристина Малышева.
Как остудить раскаленные агрегаты на атомных электростанциях при аварийных нагрузках? Уникальное решение предложили молодые ученые из Нижнего Новгорода. Они придумали разработку, которая способна помочь в самых экстремальных условиях, когда обычные способы охлаждения уже не справляются.
"Никто до этого не применял подобные резисторы в едином корпусе. Резисторы всегда помещались единично", – рассказала руководитель проекта и студентка Института ядерной энергетики и технической физики НГТУ им. Р. Е. Алексеева Таисия Маркеева.
Резистор – это тот самый элемент электрической цепи, который ограничивает силу тока и создает сопротивление. И при этом очень сильно нагревается! Раньше каждый такой компонент помещали в отдельный кожух. Подобная система сложнее в производстве, ремонте и охлаждении. Ученые из НГТУ предложили разместить резисторы компактно, рядом друг с другом, в общем баке-корпусе. Их окружает система труб с водой. Именно она охлаждает детали. А чтобы механизм работал более эффективно, в трубах установлены специальные решетки, которые рассекают поток и создают завихрения. Вода ускоряется, вращается и уносит с собой лишнее тепло. Просто, но эффективно. А если вы чувствуете, что сами готовы закипеть, как перегретый атомный реактор, прислушайтесь к ученым. Они подскажут новые технологии, которые помогут охладить себя и мир вокруг.
"Солнцезащитный крем" для машины
Ситуация, которая знакома многим автолюбителям. Летом от зноя закипают двигатели машин и мозг водителей. При сильной жаре находиться в салоне невыносимо, а сиденья и приборная панель просто обжигают. Ведущий японский автоконцерн изобрел реальное решение этой проблемы. Новая краска работает словно солнцезащитный крем! Она отражает инфракрасные лучи. Тест показал: кузов, покрытый обычной автоэмалью, нагрелся до сорока четырех градусов Цельсия. А температура капота, на который нанесли новую краску, оказалась на десять градусов ниже.
"При создании краски мы применили синтетические композитные материалы. Их свойства в природе обычно не встречаются. Мы пока не готовы объявить, насколько новая краска изменит себестоимость автомобиля. Но вскоре начнем наносить ее на коммерческий транспорт и грузовики", – отметила эксперт материаловедения компании – разработчика охлаждающей автомобильной краски Сусуми Миура.
Самодельный душ для шин
Охлаждения требует не только кузов машины. Если на улице плюс тридцать градусов и выше, будьте осторожны! Солнечные лучи раскаляют асфальт на дорогах до ста двадцати градусов. Такой температуры часто не выдерживают шины автомобилей.
"Уже около недели держится тридцатка, и в этом есть один минус… От жары взрываются колеса. Посмотрите, как разорвало", – негодует автолюбитель Артемий Халматаев.
В Китае изобретательный водитель придумал, как освежить шины на большой скорости. Он устраивает им холодный душ. Стоит нажать кнопку – вода из специального бака устремляется по системе труб на передний и задний мосты. А форсунки разбрызгивают ее на покрышки.
Самодельная охлаждающая система бережет шины и ускоряет торможение на раскаленном асфальте.
Как уберечь технику от перегревания
Однако техника страдает от жары не только на улице. Опасность подстерегает в офисах и квартирах. Например, компьютеры тоже требуют охлаждения. Иначе их микросхемы перегреются так, что отключится процессор и погаснет экран. И это еще не худший вариант. Смартфоны вообще могут вспыхнуть синим пламенем.
"Здесь находится медный блок, который имитирует чип. То есть нагрев осуществляется керамическим нагревателем, он находится вот здесь. Есть циркуляционный насос, который гоняет жидкость. Вот здесь находится рабочий участок. В принципе, это медный блок, который представляет из себя микроканал. Микроканал у нас 0,2 миллиметра. Это очень мало", – рассказал Александр Киселев, инженер кафедры ИТФ им. Кириллина НИУ "МЭИ", аспирант научной группы профессора Кузма-Кичты Ю. А.
Вода внутри микроканала от нагрева быстро закипает. Но на образование пузырьков тоже нужно тратить энергию. Этот процесс и забирает лишнее тепло от перегретых процессоров.
"Наш микроканал способен отводить до 4,5 мегаватта на метр квадратный. Если таким бытовым языком, это около 2200 чайников", – дополнил инженер Александр Киселев.
"Слоновья кожа" для охлаждения зданий
А как охладить объекты помасштабнее? Например, целый дом. Внутри спасет кондиционер, а вот снаружи солнце оставляет на стенах опасный след. Сравните южную часть фасада и северную.
"Сначала все начинается со штукатурки, она сначала выцветает, потом трескается, дальше задевает следующий слой, там гипс, идет отделка гипсовая, и с ней происходит все то же самое. Дальше затрагивается само тело стены, которое тоже подвержено таким же изменениям. И все это из-за жары", – отметила архитектор Александра Железина.
"Все мы знаем, даже если из морозилки достать форму и засунуть ее в горячую духовку, она обязательно треснет. То же самое происходит и со строениями", – добавила архитектор Железина.
Ученые из солнечного Сингапура, чтобы сберечь дома, предлагают одеть их в слоновью кожу. Спокойно! Ни одно животное не пострадает. Новый отделочный материал напоминает по текстуре шкуру этого великана саванны: он плотный, шероховатый, весь в бугорках и складках. Такая фасадная плитка создана для охлаждения зданий и в то же время выглядит как интересный дизайнерский ход.
"Что важно, наш материал натуральный. Мы взяли грибной мицелий от обыкновенной вешенки и бамбуковую стружку. Смешали с водой и овсом и разложили в формы. За месяц грибок образовал корневую сеть и связал все волокна вместе, после чего плитку высушили в печи", – поведал Анудж Джайн, специалист по биомимикрии и директор компании – разработчика плитки.
Тесты показали: дома, упакованные в "слоновью кожу", охлаждаются на четверть быстрее. А если пройдет дождь и на улице влажно, здание остынет на семьдесят процентов скорее.
Гигантское "оригами" освежит города
А совсем скоро, уверяют американские ученые, мы сами будем освежать климат в городе и остужать целые кварталы. Исследователи Корнеллского университета создали для этого особую фотоэлектрическую ткань. Ее печатают на 3D-принтере методом рулонной печати, а потом плетут узор, напоминающий гигантское оригами. Далее материал растягивают над зданиями, он легко меняет форму и следует за солнцем.
"Такую идею подсказала нам природа, а именно клеточный морфогенез. Он объясняет, как клетки растений, например, подсолнуха, наклоняются вслед за лучами. Поэтому ткань ловит максимум света и превращает его в энергию солнечных панелей", – рассказала профессор Корнеллского университета Дженни Сабин.
Лето уже наступило! Вряд ли в ближайшие дни таким оригами успеют укрыть российские города. А вот запас средств для охлаждения лимонада, телефонных аккумуляторов и автопокрышек можно успеть сделать. Главное, не кипятитесь, если опять отключат свет.