„Vyrobili jsme nejmenší ledničku na světě,“ řekl Chris Regan, hlavní autor nového článku.
Vědci však vysvětlují, že tyto drobnézařízení nejsou chladničky v obvyklém smyslu - nejsou zde žádné dveře ani kontejnery. Ale ve větším měřítku se stejná technologie používá k chlazení počítačů a jiných elektronických zařízení, stejně jako k regulaci teplot v sítích s optickými vlákny a ke snížení „šumu“ obrazu v dalekohledech vyšší třídy a digitálních fotoaparátech.
Tato zařízení, vytvořená umístěním dvourůzné polovodiče mezi metalizovanými deskami fungují dvěma způsoby. Při zahřátí se jedna strana zahřívá, zatímco druhá zůstává chladná; tento teplotní rozdíl lze použít k výrobě elektřiny. V budoucnu mohou být podobná zařízení používána k zachycování tepla z výfukových plynů automobilu k napájení jeho klimatizace.
Tento proces však lze zahájit také obráceněsměr. Když je do zařízení přiveden elektrický proud, jedna strana je horká a druhá studená, což umožňuje, aby sloužila jako chladicí zařízení. Tato pokročilá technologie by jednoho dne mohla nahradit systém komprese par ve skutečné lednici a například udržet sodu chladnou v reálném životě.
Standardní termoelektrické zařízení skládající se ze dvou polovodičových materiálů vložených mezi pokovené desky. Uznání: Wikimedia Commons.
Vytvořte si vlastní termoelektrické chladičeReganův tým, který zahrnoval šest studentů UCLA, použil dva standardní polovodičové materiály: telurid bismutitý a telurid antimonu a bismutu. Přichytili běžnou pásku na kousky běžného sypkého materiálu, odstranili ji a poté odstranili tenké jednovláknové vločky z materiálu, který stále přilnul k pásku. Z těchto vloček vyrobili funkční zařízení o tloušťce pouhých 100 nanometrů a celkovém aktivním objemu asi 1 kubický mikrometr, neviditelné pouhým okem.
"Překonali jsme rekord pro nejmenší."termoelektrická lednička na světě více než deset tisíckrát, “- řekl Xin Yi Lin, jeden z autorů článku a bývalý student výzkumné skupiny Reagan.
Zaměření na nanostruktury -zařízení s alespoň jednou velikostí v rozsahu 1 až 100 nanometrů – Regan a jeho tým doufají, že objeví nové způsoby syntézy účinnějších sypkých materiálů.
Další charakteristickou vlastností „lednice“ velikosti nano je, že dokáže reagovat téměř okamžitě.
"Jakmile pochopíme, jak fungují termoelektrické chladiče na atomové a téměř atomové úrovni," vysvětluje Regan, "můžeme se škálovat na makroúrovni, kde je ještě větší výhoda."
Toto je obrázek získaný pomocíelektronový mikroskop, ukazuje dva polovodičové chladiče - jedna vločka teluridu vizmutu a jedna vločka teluridu antimonu a vizmutu - překrývající se v tmavé oblasti ve středu, kde dochází k většině ochlazování. Malé „tečky“ — jedná se o nanočástice india, které tým použil jako teploměry. Kredit: UCLA/Regan Group.
Měření teploty v tak malémzařízení není snadný úkol. Optické teploměry mají v takových malých měřítcích nízké rozlišení, zatímco metody skenovacích sond vyžadují specializované drahé vybavení. Oba přístupy vyžadují pečlivou kalibraci. Regan ocenil práci svých výzkumných studentů při vývoji a měření výkonu zařízení v nanoměřítku.
Přečtěte si také
V éře ekosystémů: jak se obři IT mění v rozhraní našeho každodenního života
Ledovec Doomsday se ukázal být nebezpečnějším, než si vědci mysleli. Říkáme hlavní věc
GitHub nahradil termín „master“ neutrálním ekvivalentem