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Sistema di raffreddamento magnetico basato su leghe a memoria di forma

07.10.2018

I frigoriferi moderni sono molto diversi dai loro predecessori per forma, presenza di touch screen e un più ricco insieme di funzioni. Ma all'interno dei frigoriferi più moderni ci sono tutti gli stessi scambiatori di calore, tubazioni, refrigeranti e compressori, il cui funzionamento prevede una quota piuttosto sensibile sul totale delle bollette per l'energia elettrica utilizzata. Le tecnologie di raffreddamento magnetico sono considerate una delle direzioni promettenti per l'ulteriore sviluppo delle tecnologie di refrigerazione e recentemente un gruppo di ricercatori europei, dopo aver creato un sistema magnetico sperimentale, ha dimostrato che leghe speciali con la cosiddetta memoria di forma possono diventare una soluzione per la maggior parte dei problemi noti.

I sistemi di raffreddamento magnetico funzionano a causa dell'effetto magnetocalorico, il che significa che alcuni materiali cambiano la loro temperatura quando viene applicato un campo magnetico. Questa tecnologia, sebbene sia considerata una direzione molto promettente, è ancora lontana dall'uso pratico a causa della complessità della sua implementazione. I sistemi di raffreddamento magnetico spesso richiedono magneti con avvolgimenti superconduttori, che a loro volta richiedono un costoso raffreddamento a bassissima temperatura.

Per risolvere i problemi di cui sopra, i ricercatori dell'Università tecnica di Darmstadt e dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), in Germania, hanno utilizzato una combinazione unica di magneti e leghe speciali. I magneti utilizzati erano costituiti da una lega di ferro, boro e neodimio, mentre le leghe a memoria di forma erano costituite da nichel, manganese e indio.

I magneti risultanti sono i magneti permanenti più potenti al mondo, in grado di produrre un campo magnetico 40 volte più forte del campo magnetico terrestre. E la speciale lega di cui sopra, nel frattempo, fornisce la massima caduta di temperatura sotto l'influenza di un campo magnetico. Inoltre, la lega può tornare alla sua forma originale dopo essere stata deformata.

Il ciclo di funzionamento del sistema di raffreddamento magnetico è piuttosto complicato e si compone di sei fasi. Nella prima fase, che dura solo un millisecondo, la lega viene esposta a un campo magnetico e si raffredda. Quindi l'influenza del campo magnetico viene rimossa e la lega emette il suo freddo attraverso il dissipatore di calore. La lega si riscalda, ma rimane allo stesso tempo in uno stato magnetizzato. Successivamente, la lega viene compressa da uno speciale rullo, che la riscalda ancora di più, fa cambiare la struttura interna del materiale, che perde la magnetizzazione residua. Dopodiché, la lega ripristina la sua forma originale e diventa pronta per ripetere il ciclo.

Il prototipo del nuovo sistema di raffreddamento magnetico è solo una dimostrazione di come l'uso di leghe a memoria di forma possa ridurre il numero di magneti permanenti necessari, la parte più costosa della tecnologia. Ma entro il 2022, gli scienziati tedeschi stanno già progettando di costruire un'unità di refrigerazione magnetica su larga scala di un nuovo tipo, che consentirà loro di misurare i parametri del suo funzionamento, inclusa la profondità di raffreddamento, oltre a valutare i parametri energetici ed economici del suo operazione.

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Le auto strizzano l'occhio all'arrivo 14.08.2002

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Secondo l'inventore tedesco Heinz Müller, le moderne lampade allo xeno nei fari consentiranno la trasmissione di informazioni molto più significative. Le nuove lampade sono a scarica di gas e quindi non hanno inerzia. Lampeggiando a una frequenza impercettibile alla vista, fino a un miliardo di volte al secondo, possono trasmettere messaggi, ad esempio, sugli ingorghi, sugli incidenti, sulle zone ghiacciate e, se necessario, sulle condizioni tecniche dell'auto.

Le informazioni percepite verranno riprodotte su uno schermo davanti al conducente o lette ad alta voce da un sintetizzatore vocale.

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