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美國賓夕法尼亞大學的幾位科學家近日研製出了一種用聲波製冷的技術,不久的將來這種技術應用到冰箱和空調製造行業後將可以生產出綠色家電,使得人們的家居生活更加注重環保。

上述科學家之一、賓夕法尼亞大學物理聲學繫教授斯蒂文‧加雷特表示,傳統的冰箱均通過化學製冷劑達到製冷效果,因此對環境有一定的污染作用,而這次研發出來的聲波製冷技術則完全以熱聲學原理為基礎,用空氣作為製冷劑,不僅不會對環境產生污染,而且還將成為化學製冷劑理想的替代產品。

加雷特教授說,他和同事首先製造出高振幅的聲波,使其頻率達到165分貝左右。而在搖滾樂聲震耳欲聾的歌廳裡,聲波的分貝數也不過隻有120,距離一架直升機升空30米開外時聽到的直升機起飛噪音也僅有140分貝,因此當聲波頻率達到165時聲音之間的相互摩擦和振動就會達到非常激烈的程度,幾乎可以使人的頭髮自行著火。

這次加雷特教授及其同事研製出的聲波製冷機原型高40釐米寬23釐米,裡面盛滿了被壓縮的空氣,在利用聲波製冷的流程當中,加雷特教授和他的同事使用的是173分貝的聲波,因此聲波產生的熱量極其強大。

與此同時,這些科學家還根據空氣在受壓後升溫,膨脹後降溫的原理利用金屬風箱不停地給聲波周圍的空氣加壓,製冷機產生的熱量被輸送到機器外部,而收到製冷效果的空間則溫度顯著下降。結果顯示整個聲波製冷繫統共生成了5千瓦的能量,產生的製冷效果很明顯,將周圍的溫度下調到了零下8度。

在接受採訪時,加雷特教授表示:「我們最終的目標是將這種聲波製冷技術應用於家用冰箱當中。現在冰箱中普遍使用的氟製冷劑是導致臭氧層空洞擴大和全球變暖的原因之一,氟氣體進入空氣當中後使得空氣升溫的效率是二氧化碳的3000倍,因此一旦氟製冷劑遭到封殺,聲波製冷技術將很快成為環保冰箱的重要標誌。」

除了應用於冰箱製造行業之外,聲波製冷技術還可以為包括空調在內的其他家電及計算機芯片行業所利用。加雷特教授說,聲波製冷技術的問世將使得未來冰箱的體積更小巧,因為空氣壓縮機的尺寸變小了。此外這種技術還將有助於空調產品的更新換代,目前使用的傳統空調大多是在較高的功率持續工作一段時間之後突然進入靜止狀態,然後再重新開始製冷,而聲波製冷技術將使得空調工作時功率保持平穩,這有助於延長空調主機的壽命。

美國伊利諾伊州技術學院的機械、材料及航天工程繫教授加內什‧拉曼認為,聲波製冷是一項「具有革命意義」的技術。他說:「這是一個令人感到振奮的技術突破,而且是一項向前邁了一大步的進展,它的應用將絕不僅僅限於環保冰箱領域。」

拉曼說:「聲波製冷技術的意義幾乎可以與激光技術相提並論。但是,採用聲波製冷的冰箱可能在製冷效率上還達不到氟製冷劑的效果,這意味著科研機構必須為此投入更多的研發資金,但任何一項技術在其問世之初都不可能盡善盡美。可以肯定的是,未來聲波製冷的冰箱一定會走入尋常百姓家。」

美國拉斯莫斯國家實驗室的聲學科學家格雷格‧斯維夫特表示:「目前這一技術還未最終定型,但已經引起了相關各界的關注。不過,就近期而言,要利用聲波製冷技術達到絕對零度,即零下273.15攝氏度是非常困難的。

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