Hij legde uit:"De microcapsules zijn afhankelijk van een natuurlijk fenomeen van smelten en kristallisatie, veroorzaakt wanneer de omgevingstemperatuur boven of onder de smelttemperatuur van het faseveranderingsmateriaal ligt.

"Stel dat oververhitting optreedt boven de 80°C. Zodra de temperatuur in een apparaat de 80°C overschrijdt, wordt warmte-energie geabsorbeerd door de capsules terwijl het faseveranderingsmateriaal overgaat van vast naar vloeibaar.

"Wanneer de temperatuur onder de 80°C wordt gebracht, komt de opgeslagen energie langzaam vrij terwijl het faseveranderingsmateriaal begint te stollen.

"Het doel is om temperatuurpieken in elektronische onderdelen en accupakketten te onderdrukken tijdens belastingspieken, bijvoorbeeld tijdens korte periodes van maximaal stroomverbruik."

Andere onderzoekers zijn er eerder in geslaagd PCM-bevattende microcapsules te maken, maar de methoden die werden gebruikt om ze te maken omvatten complexe, moeilijk te herhalen chemische processen, resulterend in niet-uniforme microcapsules.

Dr. Vladisavljevic en zijn team hebben een uniek, zeer reproduceerbaar, automatisch proces ontwikkeld dat uniforme microcapsules produceert met behulp van UV-licht en een speciaal microfluïdisch apparaat, waarvan het ontwerp is geïnspireerd op Legoblokjes.

Het apparaat, vervaardigd aan de Universiteit van Loughborough met behulp van een geautomatiseerd computerproces, produceert uniforme druppels PCM's ingesloten in een vloeibare omhulling.

Deze schaal hardt binnen enkele seconden uit bij blootstelling aan UV-licht, wat resulteert in vaste capsules.

Met behulp van dit unieke proces kunnen capsules worden gemaakt met verschillende maten, diktes en soorten PCM-materiaal, afhankelijk van wat nodig is, zegt dr. Vladisavljevic. Ze kunnen zelfs magnetisch worden gemaakt, wat betekent dat ze in een apparaat kunnen worden verplaatst naar de plek waar ze het meest nodig zijn.

Dr. Vladisavljevic zei:"Er is een wereldwijde vraag naar kleinere elektronische apparaten, maar een belemmering voor hun ontwikkeling is de warmte die wordt geproduceerd door elektrische stromen die door de geïntegreerde circuits van de apparaten stromen. Dit onderzoek presenteert een oplossing.

"De capsules kunnen worden gebruikt voor het koelen van elektronische apparaten, zoals smartphones of laptops, en kunnen zelfs worden gebruikt voor het koelen van batterijen of zonne-energiegeneratoren.

"De capsules zijn getest op mechanische stabiliteit aan de Universiteit van Birmingham en op duurzaamheid aan het Karlsruhe Institute of Technology in Duitsland.

"We zijn verheugd om de capsules verder te ontwikkelen en hopen ze in de nabije toekomst in de industrie te testen."

Meer informatie: Sumit Parvate et al., Lego-geïnspireerd glazen capillair microfluïdisch apparaat:een techniek voor op maat gemaakte micro-inkapseling van faseveranderingsmaterialen, Toegepaste ACS-materialen en interfaces (2023). DOI:10.1021/acsami.3c00281

Journaalinformatie: Toegepaste materialen en interfaces van ACS

Aangeboden door Loughborough University