„Pagaminome mažiausią pasaulyje šaldytuvą“, – sakė naujojo straipsnio pagrindinis autorius Chrisas Reganas.
Tačiau mokslininkai paaiškina, kad šie mažiprietaisai nėra šaldytuvai įprasta prasme - nėra durų ar talpyklų. Tačiau didesniu mastu ta pati technologija naudojama kompiuteriams ir kitiems elektroniniams prietaisams vėsinti, taip pat temperatūros šviesolaidiniuose tinkluose reguliavimui ir vaizdo „triukšmo“ mažinimui aukščiausios klasės teleskopuose ir skaitmeniniuose fotoaparatuose.
Šie prietaisai, sukurti dedant duskirtingi puslaidininkiai tarp metalizuotų plokščių veikia dviem būdais. Kaitinant viena pusė įkaista, o kita lieka vėsi; šis temperatūrų skirtumas gali būti naudojamas elektrai gaminti. Ateityje panašūs įtaisai gali būti naudojami sulaikant šilumą iš automobilio išmetamųjų dujų oro kondicionieriui maitinti.
Tačiau šį procesą galima pradėti ir atvirkščiaikryptis. Kai į prietaisą įjungiama elektros srovė, viena pusė tampa karšta, kita - šalta, o tai leidžia tarnauti kaip aušinimo įrenginys. Ši pažangi technologija vieną dieną galėtų pakeisti garų suspaudimo sistemą tikrame šaldytuve ir išlaikyti soda, pavyzdžiui, realiame gyvenime.
Standartinis termoelektrinis įtaisas, kurį sudaro dvi puslaidininkinės medžiagos, įspaustos tarp metalizuotų plokščių. Kreditas: „Wikimedia Commons“.
Norėdami sukurti savo termoelektrinius aušintuvusRegano komanda, kurioje dalyvavo šeši UCLA studentai, naudojo dvi standartines puslaidininkines medžiagas: bismuto teluridą ir stibio-bismuto teluridą. Jie pritvirtino įprastą lipnią juostelę prie įprastos birios medžiagos gabalėlių, ją nuėmė, o po to iš medžiagos, vis dar prilipusios prie juostos, pašalino plonus vienos gijos dribsnius. Iš šių dribsnių jie pagamino plika akimi nematomus funkcinius įtaisus, kurių storis siekė tik 100 nanometrų, o bendras aktyvus tūris buvo apie 1 kubinis mikrometras.
„Mes sumušėme mažiausiųjų rekordątermoelektrinis šaldytuvas pasaulyje daugiau nei dešimt tūkstančių kartų “, - sakė Xinas Yi Linas, vienas iš straipsnio autorių ir buvęs Reagano tyrimų grupės studentas.
Dėmesys nanostruktūroms –prietaisai, kurių bent vienas dydis yra nuo 1 iki 100 nanometrų – Reganas ir jo komanda tikisi atrasti naujų būdų, kaip sintetinti efektyvesnes birių medžiagų.
Kitas išskirtinis nano dydžio „šaldytuvo“ bruožas yra tai, kad jis gali reaguoti beveik akimirksniu.
"Kai suprasime, kaip termoelektriniai aušintuvai veikia atominiame ir beveik atomo lygmenyje", - aiškina Reganas, "mes galime pakeisti makrolygį, kur yra dar didesnė nauda".
Tai vaizdas, gautas naudojantelektroninis mikroskopas, rodo du puslaidininkinius aušintuvus – vienas bismuto telurido dribsnis ir vienas iš stibio-bismuto telurido – persidengia tamsioje centre centre, kur vyksta didžioji aušinimo dalis. Maži "taškeliai" — tai yra indžio nanodalelės, kurias komanda naudojo kaip termometrus. Kreditas: UCLA / Regan Group.
Temperatūra matuojama tokiomis mažomisprietaisai nėra lengva užduotis. Optiniai termometrai turi mažą skiriamąją gebą tokiomis mažomis skalėmis, o zondavimo metodams atlikti reikalinga specializuota brangi įranga. Abiem būdais reikia kruopščiai kalibruoti. Reganas gyrė savo mokslinių tyrimų studentų darbą kuriant ir matuojant nanodalelių prietaisų veikimą.
Taip pat skaitykite
Ekosistemų eroje: kaip IT milžinai virsta mūsų kasdienio gyvenimo sąsajomis
Doomsday ledynas pasirodė pavojingesnis, nei manė mokslininkai. Mes pasakome pagrindinį dalyką
„GitHub“ pakeitė terminą „meistras“ neutraliu atitikmeniu