В HKUST собрали эластокалорический хладагент из штампованных чипов NiTi: свыше 100 млн циклов
Лабораторный прототип слоистой структуры из нитинола выдержал более 10^8 циклов сжатия. По данным авторов, стоимость изготовления ниже на порядок.
Исследователи Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) под руководством проф. Сунь Цинпина описали способ изготовления эластокалорических хладагентных структур из листа нитинола (NiTi). Статья опубликована в Science 5 ноября 2026 года. В лабораторных испытаниях слоистая структура выдержала более 10^8 циклов сжатия и показала удельную холодопроизводительность 3850 Вт/кг science.org
Sciencescience.orgОткрыть источник ↗.
Эластокалорическое охлаждение использует сплавы с памятью формы как хладагент: тепло поглощается и выделяется при обратимом фазовом превращении. Существующие структуры делают из серийных труб, пластин и проволоки либо из тонкостенных деталей, вырезанных электроэрозионной проволочной резкой (WEDM). По словам авторов, такие подходы дороги и медленны, а при многократной нагрузке подвержены усталостному разрушению и потере устойчивости.
Штамповка и сборка в стопку
В методе «штамповки и стекирования» из тонких листов нитинола штампуют пористые чипы в виде сот и складывают их в слоистую трубчатую структуру. Пористая форма увеличивает поверхность теплообмена. Труба собрана из отдельных чипов, а не выполнена одной длинной деталью, поэтому границы между соседними чипами останавливают рост трещин и предотвращают продольное расщепление. Потери устойчивости также удаётся избежать.
По данным пресс-релиза HKUST, штамповка даёт 100 чипов в минуту. Авторы сообщают, что стоимость изготовления на порядок ниже, чем у существующих подходов, и это, по их словам, позволяет наладить массовое производство таких структур science.org
Sciencescience.orgОткрыть источник ↗. В релизе выигрыш относительно WEDM оценён более чем в 100 раз по скорости и в 95% по стоимости.
Ресурс и испытание охлаждения
Структура выдержала более 100 млн рабочих циклов. Команда оценивает, что это соответствует сроку службы свыше 10 лет в проверенных условиях эксплуатации.
Для испытания охлаждения исследователи собрали прототип с хладагентным элементом длиной 30 мм, содержащим 200 уложенных чипов. Он достиг максимального перепада температур 11,7 К при удельной холодопроизводительности 3850 Вт/кг.
Авторы отмечают, что подход не ограничен штамповкой: аналогичные структуры можно делать из тонких листов, полученных лазерной резкой или травлением. Дальше команда планирует работать над теплопередачей, более энергоэффективными приводами и сплавами с памятью формы с лучшими характеристиками.
