Как нагревание меняет мир: от IQOS до аэрокосмических технологий

Люди используют нагревание практически во всех сферах жизни. Каждый день мы кипятим воду в чайнике, чтобы выпить чашку утреннего кофе или чая. Однако в современном мире нагревание и контроль температуры используются не только в быту, но и при создании новых материалов и различных устройств. Объясняем, как нагревание и контроль температуры делают нашу жизнь комфортнее и технологичнее.

Зачем нужно нагревание изнутри?

Нагревание изнутри встречается в нашей жизни намного чаще, чем нам кажется. Даже в тех ситуациях, где мы этого совсем не замечаем: в температуре нашей планеты. Есть мнения, что ежедневно Земля прогревается лишь за счет солнечного излучения, но это не так. Основное тепло наша планета получает изнутри, используя собственную энергию, заключенную в ядре.

Возьмем другой пример. Представим, что вы сильно замерзли на улице. Придя домой, вы надеваете свитер и шерстяные носки, укутываетесь в одеяло или набираете ванну, чтобы согреться как можно быстрее. Однако вы почувствуете тепло намного быстрее, если организм прогреется изнутри, а не снаружи – например, выпив чашку горячего молока или чая.

Контроль температуры на примере современных бытовых приборов

Еще один наглядный пример – контроль температуры в различных бытовых приборах, которыми мы пользуемся ежедневно.

К слову, в фенах контроль температуры используется для того, чтобы защитить волосы во время сушки и сохранить их естественный блеск, ведь слишком горячий воздух способен повредить волосы и сделать их тусклыми. Поэтому воздух в современных устройствах нагревается только до строго определенной, не слишком высокой температуры.

Контроль температуры в пылесосе предназначен для продления срока службы устройства и его защиты от перегрева. Так, умная электроника самостоятельно отключает прибор при значительном повышении температуры или в том случае, если в трубку пылесоса попал крупный мусор и заблокировал всасывание.

Еще одно устройство, в котором очень важен постоянный контроль температуры — это электрочайник с функцией нагрева воды для разных сортов чая. В его программу заложена информация о температурах, необходимых для приготовления разных напитков. Выбрав режим для приготовления черного, зеленого или белого чая, вы сможете получить идеально подходящую температуру воды, которая позволит наиболее полно раскрыть вкус определенного сорта. В некоторых чайниках используют сразу два специальных нагревательных элемента разной мощности: один нагревает или кипятит воду, а другой после этого поддерживает температуру на протяжении заданного времени.

Оптимальная температура и нагревание играют ключевую роль и в работе тостера. Различные температурные режимы позволяют сделать тосты на любой вкус: от слегка подогретого хлеба до кусочка с хрустящей золотистой корочкой. Контроль температуры в тостере крайне важен, поскольку разница даже в несколько градусов способна превратить идеальный тост в кусок подгоревшего хлеба.

Нагревание в науке: от умного стекла до аэрокосмических технологий

Ученые и инженеры из разных сфер используют нагревание, чтобы создать инновационные сверхпрочные материалы. Например, обычное стекло закаляют, чтобы сделать намного прочнее. Для этого материал нагревают, а затем резко охлаждают. Такой тип стекол используется при производстве дисплеев для смартфонов, посуды и душевых кабин.

Благодаря нагреванию ученые смогли разработать еще один прочный материал — ситалл. Это стекло с большим количеством нанокристаллов. Температура играет ключевую роль в его создании: нанокристаллы образуются именно в процессе нагревания. Ситалл можно использовать, чтобы сделать дисплеи смартфонов более прочными, чтобы создавать сложные термостойкие приборы, а также корпуса ракет или элементы небоскребов и телебашен.

Контроль температуры позволяет ученым создавать сверхпрочные углеродные материалы, которые применяются в аэрокосмической промышленности. Например, и грифель простого карандаша, и алмаз — это тоже углерод. Из углерода можно произвести множество различных материалов, если контролировать температуру и давление при производстве. Именно температура определяет, какой материал получится в результате: грифель для простого карандаша или искусственный алмаз.

Контроль температуры и нагревание изнутри в IQOS (Айкос): принцип работы устройства

Компания «Филип Моррис Интернэшнл» (ФМИ) обратилась к технологиям контроля температуры, когда занялась разработкой инновационной системы нагревания табака IQOS (Айкос). Основное отличие IQOS – это технология HeatControl™, разработанная в Швейцарии, которая обеспечивает нагревание табака, а не его горение. Ведь именно в процессе горения табака выделяется основной объем вредных и потенциально вредных для организма веществ.


Для разработки и исследований своих бездымных продуктов, в том числе IQOS, ФМИ создала инновационный научно-исследовательский центр в г.Невшатель, Швейцария. Более 400 ученых и инженеров различных специальностей работают над созданием и изучением продуктов с пониженным риском. В ходе исследований ученые ФМИ выяснили, что при использовании IQOS выделяется на 95% меньше вредных веществ по сравнению с сигаретами*.


*«на 95% меньше вредных веществ» означает среднее снижение уровней вредных веществ (без учета никотина) в аэрозоле IQOS в сравнении с дымом эталонной сигареты, используемой в исследовании (3R4F).

В интернете можно найти множество отзывов об IQOS, но не все понимают, как он работает. В IQOS используется технология HeatControl™, которая устроена следующим образом: керамический нагревательный элемент в форме лезвия нагревает табак изнутри до температуры, не превышающей 350°С, в то время как температура горения табака в сигарете составляет 600-900°С. При температуре 350°С не происходит горения, а значит не образуется дым и пепел, нет риска прожечь одежду, обивку в салоне автомобиля, мебель или обжечь кого-то. Крайне важно то, что нагревание в IQOS происходит изнутри, а нагревательный элемент непосредственно соприкасается с табаком, не поджигая его, а бережно нагревая. Именно благодаря нагреванию изнутри, полностью раскрываются насыщенные вкус и аромат табака.

Инновационные технологии позволяют точно контролировать температуру во время работы устройства IQOS. Дорожки из золота и платины, нанесенные на нагревательный элемент, вместе образуют термопару и осуществляют контроль температуры, отправляя информацию в систему умной электроники в держателе.



Вывод

Нагревание и контроль температуры играют важную роль как в нашей повседневной жизни, так и в процессе создания новейших технологий. Оптимально подобранная температура позволяет не только сохранить блеск волос и приготовить идеальный завтрак, но и создавать новые прочные материалы, из которых можно сделать ракеты и спутники. Особенно важно нагревание изнутри, которое имеет множество преимуществ по сравнению с температурным воздействием извне.

К принципу нагревания изнутри обратились и ученые компании ФМИ при создании инновационной системы нагревания табака IQOS. Именно благодаря нагреванию изнутри и контролю температуры, при использовании IQOS не происходит горения, не образуется дым и пепел, зато полностью раскрываются вкус и аромат табака. Компания непрерывно работает над совершенствованием своих продуктов и технологий, применяемых при их разработке, стремясь предложить своим совершеннолетним пользователям альтернативу курению. IQOS прошёл всесторонние исследования в клинических условиях, и их результаты свидетельствуют, что переход на IQOS менее вреден для здоровья, чем продолжение курения сигарет*.


*Основываясь на совокупности имеющихся данных об IQOS в сравнении с продолжением курения сигарет


Не исключает риски

Партнерский материал