Yeni makalenin baş yazarı Chris Regan, "Dünyanın en küçük buzdolabını yaptık" dedi.
Ancak bilim adamları, bu küçükcihazlar olağan anlamda buzdolabı değildir - kapı veya kap yoktur. Ancak daha büyük ölçekte, aynı teknoloji bilgisayarları ve diğer elektronik cihazları soğutmanın yanı sıra fiber optik ağlarda sıcaklıkları düzenlemek ve yüksek kaliteli teleskoplar ve dijital kameralardaki görüntü "gürültüsünü" azaltmak için kullanılıyor.
Bu cihazlar, ikimetalize plakalar arasındaki farklı yarı iletkenler iki şekilde çalışır. Isıtıldığında bir tarafı ısınırken diğer tarafı soğuk kalır; bu sıcaklık farkı elektrik üretmek için kullanılabilir. Gelecekte, klimaya güç sağlamak için bir arabanın egzoz gazlarından ısı yakalamak için benzer cihazlar kullanılabilir.
Ancak bu süreç tersine de başlatılabiliryön. Cihaza elektrik akımı uygulandığında bir tarafı ısınırken diğer tarafı soğur ve bu da cihazın soğutma cihazı görevi görmesini sağlar. Bu ileri teknoloji, bir gün gerçek bir buzdolabındaki buhar sıkıştırma sisteminin yerini alabilir ve örneğin gerçek hayatta sodayı soğuk tutabilir.
Metalize plakalar arasına sıkıştırılmış iki yarı iletken malzemeden oluşan standart bir termoelektrik cihaz. Kredi: Wikimedia Commons.
Kendi termoelektrik soğutucularınızı yaratmak içinRegan'ın altı UCLA öğrencisinden oluşan ekibi, iki standart yarı iletken malzeme kullandı: bizmut tellür ve antimon-bizmut tellür. Sıradan koli bandını sıradan dökme malzeme parçalarına yapıştırdılar, çıkardılar ve ardından hala banda yapışmış malzemeden ince tek şeritli pulları çıkardılar. Bu pullardan, çıplak gözle görülemeyen, yalnızca 100 nanometre kalınlığında ve toplam aktif hacmi yaklaşık 1 kübik mikrometre olan işlevsel cihazlar yaptılar.
"En küçüğünün rekorunu kırdıktermoelektrik buzdolabı dünyada on binden fazla kez ”- makalenin yazarlarından biri ve Reagan araştırma grubunun eski bir öğrencisi olan Xin Yi Lin dedi.
Nanoyapılara odaklanmak -en az bir boyutu 1 ila 100 nanometre aralığında olan cihazlar - Regan ve ekibi, daha verimli toplu malzemeleri sentezlemenin yeni yollarını keşfetmeyi umuyor.
Nano boyutlu "buzdolabının" bir diğer ayırt edici özelliği, neredeyse anında tepki verebilmesidir.
Regan, "Termoelektrik soğutucuların atomik ve atomik seviyelerde nasıl çalıştığını anladığımızda," daha da büyük faydaların olduğu makro seviyeye ölçeklenebiliriz "diye açıklıyor.
Bu kullanılarak elde edilen bir görüntüdür.elektron mikroskobu, iki yarı iletken soğutucuyu gösteriyor - bir bizmut tellür tabakası ve bir antimon-bizmut tellür tabakası - soğumanın çoğunun meydana geldiği merkezdeki karanlık bir alanda üst üste biniyor. Küçük "noktalar" — bunlar ekibin termometre olarak kullandığı indiyum nanopartikülleridir. Kredi: UCLA/Regan Grubu.
Bu kadar küçük sıcaklıkta ölçümcihazlar kolay bir iş değildir. Optik termometreler bu kadar küçük ölçeklerde düşük çözünürlüğe sahipken, tarama probu yöntemleri özel pahalı ekipman gerektirir. Her iki yaklaşım da özenli bir kalibrasyon gerektirir. Regan, araştırma öğrencilerinin nano ölçekli cihazların performansını geliştirme ve ölçme çalışmalarına övgüde bulundu.
Ayrıca okuyun
Ekosistem çağında: BT devleri nasıl günlük hayatımızın arayüzlerine dönüşüyor
Kıyamet buzulu bilim adamlarının sandığından daha tehlikeli çıktı. Ana şeyi söyleriz
GitHub, "ana" terimini nötr eşdeğeriyle değiştirdi