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《猎魔人》第一季
改编自波兰作家安杰伊·萨普科夫斯基的同名系列小说。以虚构中世纪风格被称为“大陆”的世界为背景,《猎魔人》探索了利维亚的杰洛特和希瑞公主的传说,他们因命运而相连。本剧由劳伦·施密特·赫斯里希所开创,亨利·卡维尔、芙蕾雅·艾伦和安雅·夏隆查主演。

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【Nature】:新一代环保聚合物制冷器:高能效与自振荡特性

特别说明:本文由原子创意原创撰写,旨在分享相关科研知识。因学识有限,难免有所疏漏和错误,请读者批判性阅读,也恳请大方之家批评指正。

研究背景
在全球能源消耗中,空间冷却占据了相当大的比例。传统制冷技术,尤其是基于压缩的制冷系统,虽然广泛应用于日常生活和工业生产中,但其能源效率相对较低,且使用的制冷剂往往具有较高的全球变暖潜能(GWP)。这不仅消耗大量电力,还对环境造成了重大负担。
当前问题
目前市场上的制冷设备大多依赖于外部机械设备来驱动制冷循环,如活塞、泵等,这不仅增加了系统的能耗,还限制了设备的迷你化和集成化发展。同时,这些制冷系统的制冷功率密度和能效比(COP)通常较低,难以满足日益增长的高效节能需求。此外,制冷剂的环境影响和制冷系统的操作复杂性,进一步限制了其应用范围和效率。
新的思路

在本研究中,我们提出了一种全新的自振荡聚合物制冷器,该制冷器利用聚合物铁电材料的电热效应和电致伸缩效应,实现了无外部驱动的自循环制冷。这种设备不仅能有效降低能耗,还能通过简化系统结构,实现设备的轻量化和迷你化。最关键的是,这种新型制冷器展现出极高的制冷功率密度(6.5 W g−1)和优异的能效比(COP超过58),为实现高效、环保、低碳的制冷提供了可能。此外,这种设备还可以灵活调节制冷与加热模式,更好地适应不同的应用需求,展现出广阔的应用前景。
研究内容
材料和设备设计:本研究开发了一种基于聚合物铁电材料的薄膜制冷设备。这种设备利用了聚合物铁电材料的电热效应(ECE)和电致伸缩效应,实现了无需外部动力的自循环制冷。该设备采用的是改性的聚(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CFE)) 聚合物,通过优化分子结构,实现了高性能的ECE和电致伸缩性能。

制冷循环与能效:设备在单次交流电刺激下,可以通过其工作体自身进行热循环和机械循环,从而无需外部驱动元件。在实验中,该原型设备展示了6.5 W g^-1 的直接测量制冷功率密度和高达58的峰值能效比(COP),这在开放环境下,对应于4 K温度跨度的24 COP。

温度范围和应用:设备在不同的操作模式下能够进行冷却和加热,展示了灵活的热管理能力。该技术在微型化和集成化方面具有显著优势,非常适合需要小型化或定制化热管理解决方案的应用,如可穿戴技术和微电子设备。

性能测试与验证:研究中还对材料的力学和热性能进行了详细测试,验证了其长期稳定性和可靠性。实验结果表明,这种新型制冷器在长时间运行后,其制冷效果和能效表现仍然稳定。

总结展望
总结:本研究成功开发了一种基于聚合物铁电材料的自振荡聚合物制冷器,该设备充分利用了电热效应和电致伸缩效应,实现了高效的自循环制冷功能。通过对材料和设备结构的创新设计,这种新型制冷器在无需外部动力驱动的情况下,展示了出色的制冷功率密度(6.5 W g^-1)和能效比(COP高达58)。此外,该设备在4 K温度跨度下,依然能维持24的高COP,显示出其在实际应用中的巨大潜力。这些成果不仅提高了制冷设备的能效和环保特性,也为制冷技术的未来发展方向提供了新的思路。

展望:
未来,这种自振荡聚合物制冷技术有望在多个领域得到应用,特别是在需要小型化、高效能和环境友好型制冷解决方案的领域,如可穿戴设备、微电子制冷和个人化热管理系统。随着材料科学和制冷技术的进一步发展,我们期待能够对这种聚合物铁电材料进行更多功能的集成和优化,如增强其机械稳定性和热效率,扩大其温度工作范围,以及探索其在更广泛的商业和工业应用中的可行性。此外,针对当前技术的局限性,如长期稳定性和在更广温差下的性能表现,未来的研究应该聚焦于材料耐久性的提升和系统集成的优化。通过不断的技术创新和系统设计改进,自振荡聚合物制冷器有望实现更广泛的商业化应用,从而推动全球制冷行业向着更绿色、更高效的方向发展。
文章信息
Self-oscillating polymeric refrigerator with

high energy efficiency

Donglin Han, Yingjing Zhang, Cenling Huang, Shanyu Zheng, Dongyuan Wu, Qiang Li, Feihong Du, Hongxiao Duan, Weilin Chen

, Junye Shi, Jiangping Chen, Gang Liu, Xin Chen & Xiaoshi Qian

doi.org/10.1038/s41586-024-07375-3

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 宫中府中,俱为一体;陟罚臧否,不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理,不宜偏私,使内外异法也。
  侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下。愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必能裨补阙漏,有所广益。
  将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于昔日,先帝称之曰能,是以众议举宠为督。愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。
  亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之信之,则汉室之隆,可计日而待也。
  臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。
  先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。受命以来,夙夜忧叹,恐托付不效,以伤先帝之明;故五月渡泸,深入不毛。今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益,进尽忠言,则攸之、祎、允之任也。
  愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。今当远离,临表涕零,不知所言。


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