Scienza: Universita' Virginia studia pistola a raggi congelanti =

 

MARTEDÌ 01 AGOSTO 2023 12.15.24

Scienza: Universita' Virginia studia pistola a raggi congelanti =

Scienza: Universita' Virginia studia pistola a raggi congelanti = (AGI) - Roma, 01 Ago. - Gli scienziati dell'Universita' della Virginia stanno sviluppando una pistola a raggi congelanti. La scoperta, pubblicata su ACS Nano, si basa su un plasma che genera calore e non e' destinata a scopi bellici. Il professore di ingegneria meccanica e aerospaziale Patrick Hopkins vuole creare un raffreddamento superficiale a richiesta per l'elettronica dei veicoli spaziali e dei jet ad alta quota. "Il problema principale di molti componenti elettronici a bordo e' che si riscaldano, ma non hanno modo di raffreddarsi", ha detto Hopkins. La prospettiva di un raggio congelatore e' stata apprezzata dall'Aeronautica Militare degli Stati Uniti tanto da aver concesso al laboratorio Experiments and Simulations in Thermal Engineering, del professore, 750.000 dollari in tre anni, per studiare come massimizzare la tecnologia. Da li', ExSiTE collaborera' con la societa' Laser Thermal, spinout della UVA di Hopkins, per la fabbricazione di un prototipo del dispositivo. Il professore ha spiegato che sulla Terra o nell'aria, l'elettronica delle imbarcazioni militari puo' spesso essere raffreddata dalla natura. La Marina, ad esempio, utilizza l'acqua dell'oceano come parte dei suoi sistemi di raffreddamento a liquido. E vicino al suolo, l'aria e' abbastanza densa da contribuire a raffreddare i componenti degli aerei. (AGI)Sci/Rap (Segue) 011215 AGO 23 NNNN

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Scienza: Universita' Virginia studia pistola a raggi congelanti (2)=

Scienza: Universita' Virginia studia pistola a raggi congelanti (2)= (AGI) - Roma, 1 ago. - "Tuttavia, con l'Air Force e la Space Force, ci si trova nello spazio, che e' un vuoto, o nell'alta atmosfera, dove c'e' pochissima aria che puo' raffreddare", ha spiegato Hopkins. "Quindi i dispositivi elettronici diventano sempre piu' caldi e sempre piu' bollenti e non si puo' portare a bordo un carico di refrigerante, perche' aumenterebbe il peso e si perderebbe efficienza", ha continuato Hopkins., che ritiene di essere sulla buona strada per una soluzione leggera. La materia che incontriamo ogni giorno esiste in tre stati: solido, liquido e gassoso. Ma esiste un quarto stato: il plasma. Sebbene possa sembrare relativamente raro per noi sulla Terra, il plasma e' la forma di materia piu' comune nell'universo ed e' la materia di cui sono fatte le stelle. "I plasmi possono formarsi quando il gas viene eccitato", ha affermato Hopkins. Questo da' origine alle loro proprieta' uniche, che variano in base al tipo di gas e ad altre condizioni. Ma cio' che accomuna tutti i tipi di plasma e' una reazione chimica iniziale che libera gli elettroni dalle loro orbite nucleari e rilascia un flusso di fotoni, ioni ed elettroni, oltre ad altre specie energetiche. Fenomeni che possono essere osservati, ad esempio, nell'improvviso lampo di un fulmine o nel caldo bagliore di un'insegna al neon. Il plasma e' sempre piu' utilizzato nella tecnologia; e gia' impiegato nei motori di molti dei jet piu' veloci dell'Aeronautica Militare, in quanto aiuta la combustione e aumenta la velocita' e l'efficienza. Hopkins immagina di usare in futuro, il plasma, anche all'interno dei velivoli. La soluzione tipica per l'elettronica aerea e spaziale e' stata la realizzazione di una piastra fredda, che conduce il calore lontano dall'elettronica verso i radiatori, che lo rilasciano. Per l'elettronica avanzata, tuttavia, questa soluzione potrebbe non essere sempre sufficiente. (AGI)Sci/Rap (Segue) 011215 AGO 23 NNNN

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Scienza: Universita' Virginia studia pistola a raggi congelanti (3)= (AGI) - Roma, 1 ago. - Hopkins pensa che la nuova configurazione potrebbe essere qualcosa di simile a un braccio robotico che si muove in risposta ai cambiamenti di temperatura, con un elettrodo corto e ravvicinato che colpisce i punti caldi. "Questo getto di plasma - ha proseguito Hopkins - e' come un raggio laser; e' come un fulmine e puo' essere estremamente localizzato". Hopkins e il suo collaboratore, Scott Walton dell'U.S. Navy Research Laboratory, hanno scoperto diversi anni fa, poco prima dell'arrivo della pandemia, la capacita' del plasma di raggiungere temperature pari a quelle della superficie del sole e una strana caratteristica, che sembra violare la seconda legge della termodinamica; quando colpisce una superficie, questo, infatti, si raffredda prima di riscaldarsi. In collaborazione con l'allora dottorando John Tomko dell'UVA e proseguendo i test con il laboratorio della Marina, gli scienziati hanno stabilito che il raffreddamento della superficie doveva essere il risultato dell'esplosione di uno strato superficiale ultrasottile, difficile da vedere, composto da molecole di carbonio e acqua. "L'evaporazione delle molecole d'acqua sul corpo richiede energia; questa viene prelevata dal corpo, ed e' per tale motivo che si avverte il freddo", ha detto Hopkins. "In questo caso, il plasma strappa le specie assorbite, l'energia viene rilasciata e questo che consente il processo di raffreddamento", ha spiegato Hopkins. La squadra di ricerca sta studiando come le variazioni al progetto originale possano migliorare l'apparecchiatura. I dottorandi dell'UVA, Sara Makarem Hoseini e Daniel Hirt stanno, ora, valutando gas, metalli e rivestimenti superficiali che il plasma puo' colpire. (AGI)Sci/Rap 011215 AGO 23 NNNN