Trajnostne tehnologije izdelave preje z visokozmogljivim pasivnim hlajenjem za upravljanje toplotnega udobja
Šifra | J2-70109
Naziv projekta | Trajnostne tehnologije izdelave preje z visokozmogljivim pasivnim hlajenjem za upravljanje toplotnega udobja
Nosilka projekta | Izr. prof. dr. Vanja Kokol, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Mariboru
| Trajanje projekta | 1. 3. 2026 - 28. 2. 2029 |
| Obseg financiranja | 450.000 EUR |
| Nosilka projekta | |
| Koordinator projekta | Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo |
| Sodelujoče RO | |
| Sestava projektne skupine | Spletna povezava SICRIS |
| Reference | Znanstveni članki Prispevki na znanstvenih konferencah |
Povzetek projekta
Namen projekta je razviti novo platformno tehnologijo za proizvodnjo toplotno prevodnih in sončno odbojnih filamentov (PES, PA6) z integriranim (cenovno ugodnim, nestrupenim in varnim) heksagonalno nanostrukturiranim borovim nitridom (hBN) z visoko toplotno stabilnostjo, izredno toplotno prevodnostjo, velikim lomnim količnikom in široko pasovno vrzeljo, ki učinkovito odbija ali razpršuje sončno svetlobo in prinaša ugodne lastnosti pasivnega sevalnega hlajenja. To bo doseženo z (i) ustreznim razslojevanjem in dispergiranjem različnih hBN ter njihovo integracijo v zunanjo površino filamentov z uporabo obstoječih in vključitvijo naprednejših tehnoloških procesov, tj. med (ii) fazo predenja in teksturiranja, (iii) šaržno izčrpavajočo obdelavo, izvedeno na predhodno teksturiranih in/ali različno zasukanih filamentih, (iv) brizganjem in sušenjem z bližnjim infrardečim (NIR) sevanjem kot ekonomsko in ekološko sprejemljivejšo alternativo konvencionalnemu sušenju. Vključena bo plazemska predobdelava za izboljšanje oprijema in orientacije delcev hBN. Temeljni mehanizmi toplotnega transporta bodo ovrednoteni z razvojem in validacijo numeričnega modela, ki bo omogočil nadaljnjo optimizacijo zasnove nanostrukturiranja filamentov za njihovo boljšo učinkovitost. Obravnavan bo vpliv konstrukcijskih parametrov filamentne preje in pletenine za nadaljnje povečanje učinkovitosti hlajenja. Reprezentativna tehnologija bo ocenjena z analizo trajnosti (LCA).
Specifične delovne faze
- Določiti, kako kemično oblikovati in koloidno dispergirati hBN-je za pospešitev in nadzor njihovega nanašanja na s plazmo predhodno obdelanih PES/PA6 filamentov med obdelavo, da bi nadzorovali njihovo orientacijo, adhezijo in integracijo vmesnikov.
- Sistematično nadzorovati parametre izdelave filamentne preje (od teksturiranja z raztezanjem in sukanjem do končne obdelave), da bi razumeli spremembe v mehanizmih toplotnega transporta glede morfologije in kristaliničnosti filamentov, topografije in kemije površine.
- Oceniti učinkovitost funkcionalizacije filamentov s sočasno uporabo ultrazvočne radiacije med izčrpavanjem kopeli ali NIR sevanja kot hitrejših, okolju prijaznejših in energetsko manj intenzivnih postopkov.
- Uporabite te podatke pri razvoju in validaciji numeričnega modela s strojnim učenjem za napoved integracije delcev hBN, in predlagati zasnovo strukture filamentov za optimalno učinkovitost.
- Določiti, kako izdelati toplotno prevodne filament in/ali konstruirati pletenino, ki bi dodatno ali dopolnilno k postopku končne obdelave prispevala k samohlajenju površine, ogrevane neposredno s sončno svetlobo.