"Mēs esam izveidojuši pasaulē mazāko ledusskapi," sacīja jaunā raksta galvenais autors Kriss Regans.
Tomēr zinātnieki paskaidro, ka šie sīkieierīces nav ledusskapji parastajā nozīmē - nav ne durvju, ne konteineru. Bet plašākā mērogā tā pati tehnoloģija tiek izmantota datoru un citu elektronisko ierīču dzesēšanai, kā arī temperatūras regulēšanai optisko šķiedru tīklos un attēla "trokšņa" samazināšanai augstākās klases teleskopos un digitālajās kamerās.
Šīs ierīces tiek izveidotas, ievietojot divasdažādi pusvadītāji starp metalizētajām plāksnēm darbojas divējādi. Sildot, viena puse kļūst karsta, bet otra paliek vēsa; šo temperatūras starpību var izmantot elektroenerģijas ražošanai. Nākotnē līdzīgas ierīces var izmantot, lai uztvertu siltumu no automašīnas izplūdes gāzēm, lai darbinātu gaisa kondicionētāju.
Bet šo procesu var sākt arī pretēji.virzienu. Kad ierīcei tiek pievienota elektriskā strāva, viena puse kļūst karsta, bet otra - auksta, ļaujot tai kalpot kā dzesēšanas ierīcei. Šī progresīvā tehnoloģija kādu dienu varētu nomainīt tvaika saspiešanas sistēmu reālā ledusskapī un uzturēt, piemēram, soda dzesēšanu reālajā dzīvē.
Standarta termoelektriskā ierīce, kas sastāv no diviem pusvadītāju materiāliem, kas iestiprināti starp metalizētām plāksnēm. Kredīts: Wikimedia Commons.
Lai izveidotu savus termoelektriskos dzesētājusRegana komanda, kurā piedalījās seši UCLA studenti, izmantoja divus standarta pusvadītāju materiālus: bismuta telurīdu un antimona-bismuta telurīdu. Viņi piestiprināja parasto lenti pie parastā beramā materiāla gabaliem, novilka to un pēc tam no materiāla, kas joprojām bija pielipis pie lentes, noņēma plānas, vienas dzīslas pārslas. No šīm pārslām viņi izgatavoja ar neapbruņotu aci neredzamas funkcionālas ierīces, kuru biezums bija tikai 100 nanometri un kopējais aktīvais tilpums bija aptuveni 1 kubikmetrs.
“Mēs esam pārspējuši mazāko rekordutermoelektriskais ledusskapis pasaulē vairāk nekā desmit tūkstošus reižu, "- sacīja Sjins Yi Lin, viens no raksta autoriem un bijušais Reigana pētniecības grupas students.
Koncentrēšanās uz nanostruktūrām -ierīces ar vismaz vienu izmēru diapazonā no 1 līdz 100 nanometriem — Regans un viņa komanda cer atklāt jaunus veidus, kā sintezēt efektīvākus beztaras materiālus.
Vēl viena nano izmēra "ledusskapja" atšķirīgā iezīme ir tā, ka tas var reaģēt gandrīz uzreiz.
"Kad mēs saprotam, kā termoelektriskie dzesētāji darbojas atomu un tuvu atomu līmenī," skaidro Regans, "mēs varam mērogot līdz makro līmenim, kur ir vēl lielāks ieguvums."
Šis ir attēls, kas iegūts, izmantojotelektronu mikroskops, parāda divus pusvadītāju dzesētājus - viena bismuta telurīda pārsla un viena no antimona-bismuta telurīda - pārklājas tumšā zonā centrā, kur notiek lielākā daļa dzesēšanas. Mazie "punktiņi" — tās ir indija nanodaļiņas, kuras komanda izmantoja kā termometrus. Kredīts: UCLA/Regan Group.
Temperatūras mērīšana tik mazāierīces nav viegls uzdevums. Optiskajiem termometriem ir maza izšķirtspēja šādos mazos mērogos, savukārt skenēšanas zondes metodēm nepieciešama specializēta dārga iekārta. Abām pieejām nepieciešama rūpīga kalibrēšana. Regans atzinīgi novērtēja savu pētniecisko studentu darbu, izstrādājot un mērot nano mēroga ierīču veiktspēju.
Lasīt arī
Ekosistēmu laikmetā: kā IT giganti pārvēršas par mūsu ikdienas saskarnēm
Doomsday ledājs izrādījās bīstamāks, nekā domāja zinātnieki. Mēs sakām galveno
GitHub ir aizstājis terminu "master" ar neitrālu ekvivalentu