„Elkészítettük a világ legkisebb hűtőszekrényét” – mondta Chris Regan, az új cikk vezető szerzője.
A tudósok azonban kifejtik, hogy ezek aprókaz eszközök nem a szokásos értelemben vett hűtőszekrények - nincsenek ajtók vagy tartályok. Nagyobb mértékben ugyanezt a technológiát alkalmazzák a számítógépek és más elektronikus eszközök hűtésére, valamint az üvegszálas hálózatok hőmérsékletének szabályozására, valamint a csúcskategóriás teleszkópok és digitális fényképezőgépek képzajának csökkentésére.
Ezeket az eszközöket kettő elhelyezésével hozzák létrea fémezett lemezek közötti különböző félvezetők kétféleképpen működnek. Hevítéskor az egyik oldal felmelegszik, míg a másik hűvös marad; ez a hőmérséklet-különbség felhasználható villamos energia előállítására. A jövőben hasonló eszközöket lehet használni az autó kipufogógázaiból származó hő megkötésére a légkondicionáló áramellátása érdekében.
De ez a folyamat fordítva is elindíthatóirány. Ha elektromos áramot vezetünk a készülékre, az egyik oldal forró, a másik hideg lesz, ami lehetővé teszi, hogy hűtőeszközként szolgáljon. Ez a fejlett technológia egy nap egy valódi hűtőszekrényben helyettesítheti a gőztömörítő rendszert, és például a való életben hidegen tarthatja a szódát.
Normál hőelektromos eszköz, amely két félvezető anyagból áll, fémezett lemezek közé szorítva. Hitel: Wikimedia Commons.
Saját termoelektromos hűtők létrehozásáhozA Regan csapata, amely hat UCLA hallgatót tartalmazott, két szokásos félvezető anyagot használt: bizmut-telluridot és antimon-bizmut-telluridot. Rendes ragasztószalagot rögzítettek a szokásos ömlesztett anyag darabjaihoz, eltávolították, majd a szalaghoz tapadt anyagból vékony egyszálas pelyheket távolítottak el. Ezekből a pelyhekből csak 100 nanométer vastag és körülbelül 1 köbméteres teljes aktív térfogatú, szabad szemmel láthatatlan funkcionális eszközöket készítettek.
„Megdöntöttük a legkisebbek rekordjáttermoelektromos hűtőszekrény a világon több mint tízezerszer "" - mondta Xin Yi Lin, a cikk egyik szerzője és a Reagan kutatócsoport egykori hallgatója.
Fókuszban a nanostruktúrák -legalább egy 1-100 nanométeres méretű eszközök – Regan és csapata azt reméli, hogy új módszereket fedezhet fel a hatékonyabb ömlesztett anyagok szintetizálására.
A nano méretű "hűtőszekrény" másik megkülönböztető jellemzője, hogy szinte azonnal reagálni tud.
"Miután megértettük, hogyan működnek a termoelektromos hűtők az atom és a közel atom szintjén" - magyarázza Regan. "Makroszintre léptethetünk, ahol még ennél is nagyobb előnyök származnak."
Ez a kép felhasználásával készültelektronmikroszkóp, két félvezető hűtőt mutat - egy bizmut-tellurid pehely és egy antimon-bizmut-tellurid - átfedik a közepén egy sötét területen, ahol a legtöbb lehűlés történik. Kis "pontok" — ezek indium nanorészecskék, amelyeket a csapat hőmérőként használt. Köszönet: UCLA/Regan Group.
A hőmérséklet mérése ilyen apróeszközök nem könnyű feladat. Az optikai hőmérők alacsony felbontásúak ilyen kicsi méretben, míg a szkennelési szondamódszerek speciális drága berendezéseket igényelnek. Mindkét megközelítés fáradságos kalibrálást igényel. Regan dicsérte kutató hallgatói munkáját a nanoméretű eszközök fejlesztésében és teljesítményének mérésében.
Olvassa el
Az ökoszisztémák korszakában: hogyan alakulnak az informatikai óriások mindennapi életünk interfészeiként
A Doomsday-gleccser veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták. Elmondjuk a fő dolgot
A GitHub a "master" kifejezést egy semleges megfelelővel váltotta fel