Lapisan Perubahan Fase yang Revolusioner Menangkap Panas untuk Roket, Pipa, dan Bahkan Minuman Anda
Spin-off adalah publikasi tahunan NASA yang menampilkan teknologi NASA yang berhasil dikomersialkan. Komersialisasi ini telah berkontribusi pada pengembangan produk dan layanan di bidang kesehatan dan obat-obatan, barang konsumsi, transportasi, keselamatan publik, teknologi komputer, dan sumber daya lingkungan.
Kebanyakan orang menikmati minuman dingin di hari yang panas tanpa memikirkan fisika yang terjadi di gelas. Namun reaksi perubahan fasa – dalam hal ini, saat es menyerap panas dari minuman dan meleleh – merupakan reaksi yang sangat ampuh. Lapisan yang diciptakan NASA untuk memanfaatkan reaksi yang sama dapat ditemukan di pesawat penumpang atau menjadi kunci pendingin bebas es.
Dengan perubahan fase, menurut ilmuwan material Marshall Space Flight Center Raj Kaul, suhu tetap stabil tepat pada titik transisi. "Jika Anda membekukan termometer di dalam balok es dan mulai memanaskannya, suhunya akan tetap pada 32 °F, bahkan di bagian yang sudah mencair. Hanya setelah es benar-benar mencair barulah air mulai menaikkan suhunya."
Untuk air, titik leleh/bekunya adalah 32 °F tetapi NASA mengembangkan serangkaian bahan dengan titik leleh berbeda. Awalnya, rencananya adalah menggunakan bahan-bahan ini di dalam pakaian antariksa, yang bisa menjadi panas seiring dengan akumulasi panas tubuh. Namun, pada awal tahun 2000-an, Kaul mulai meneliti cara menggunakan bahan pengubah fasa di bagian luar pesawat ulang-alik. Pendorong roket padat dilindungi oleh bahan yang disebut MCC-1 yang “pada dasarnya merupakan campuran gabus dan epoksi,” kata Kaul. "Gabusnya akan terbakar dan proses pembakaran itu juga menghilangkan panasnya. Ditambah lagi, sumbatnya akan terkelupas - lapisannya akan lepas begitu saja, sehingga material baru akan terlihat dan kemudian melewatinya lagi."
Namun, karena lapisan tersebut dirancang untuk terbakar, masih ada bahaya bahwa proses tersebut akan menyebabkan kerusakan. Kaul mulai mengerjakan lapisan pelindung yang tidak akan luntur dan tetap menjaga suhu aman di bawahnya. Dia beralih ke pekerjaan NASA dengan material perubahan fase dan menggunakannya dalam konteks baru ini. Dia menggabungkan material tersebut ke dalam lapisan yang dapat diaplikasikan seperti cat, yang memerlukan penentuan rasio material perubahan fasa terhadap pelapis yang tepat untuk mendapatkan hasil terbaik.
Setelah melisensikan paten lapisan perubahan fasa dari Marshall, pengusaha Chris Bilec mendirikan PrimeBilec dan sedang mengerjakan sejumlah produk termasuk pendingin tanpa es.
Kaul mengembangkan bahan yang "terbungkus dalam plastik. Ketika ia melihat panas, ia menyerap panas tersebut untuk melewati fase padat-ke-cair. Akibatnya, panas tidak dapat menembus ke substrat - semuanya melalui proses transformasi fase ini." Jadi, pendorong roket padat tidak akan meleleh karena panas yang ekstrim saat peluncuran. Dan berkat epoksi yang mengikat lapisan pada dirinya dan roket, material pengubah fasa tidak akan menetes saat meleleh. Setelah diuji oleh NASA, material tersebut disetujui untuk digunakan pada pesawat ruang angkasa tetapi pada saat itu, program pesawat ulang-alik tersebut telah dihentikan.
NASA mengiklankan paten materi tersebut untuk mendapatkan lisensi dan diambil alih oleh Chris Bilec, seorang pengusaha dan veteran Angkatan Darat. Bilec memulai PrimeBilec yang berbasis di Austin, TX dan Kantor Transfer Teknologi Marshall menghubungkannya dengan Kaul untuk menjawab pertanyaan tentang materi tersebut. Kaul berpendapat, pelapis tersebut berpotensi untuk digunakan sebagai cat eksterior rumah atau sebagai pelapis atap, “sehingga pada siang hari akan menyerap panas dan pada malam hari akan melepaskan panas tersebut dan melalui siklus.”
Bilec menggunakan bahan tersebut untuk melapisi bagian belakang pesawat untuk mencegah kerusakan akibat panas dari mesin jet. “Untuk penerbangan, kami menyetel material perubahan fasa pada 24° C,” atau kira-kira suhu ruangan – suhu yang dipertahankan maskapai penerbangan di dalam kabin. Dengan menggunakan suhu tersebut, lapisan akan menyerap panas yang akan menaikkan suhu internal.
Dia telah melihat minat dari sebuah perusahaan yang membuat perangkap panas untuk rumah sakit Urusan Veteran. “Mereka memantau panas yang keluar dari pipa-pipa di rumah sakit,” kata Bilec. "Jika pipa-pipa ini menjadi terlalu panas, maka sensornya akan menjadi terlalu panas dan terbakar. Produk kami akan memperpanjang umur perangkap panasnya."
Ide lainnya adalah membuat “pendingin tanpa es” bersama dengan wadah yang lebih kecil untuk makan siang. Untuk wadahnya, bahan pengejar fase tertanam dalam poliester food grade untuk melapisi wadah. Dengan lapisan tersebut, makanan — atau bir — di dalam wadah akan tetap dingin sekitar dua hingga empat jam lebih lama, bergantung pada suhu di luar.
Kunjungi di sini .
