„Chłodziarka”, jakiej nie widział świat
Omawiana „lodówka”, czy też „chłodziarka” wykorzystuje technologię tak zwanego chłodzenia termoelektrycznego. Urządzenia termoelektryczne składają się z pary półprzewodników umieszczonych między metalowymi płytkami. Wykorzystują one różnicę temperatur między ich dwoma stronami, by wytwarzać energię elektryczną. Takie rozwiązanie zastosowano na przykład w sondzie Voyager NASA. Jej instrumenty naukowe zasilane są przez termoelektryczne urządzenia wykorzystujące jako źródła zasilania generujący ciepło pluton.
Tworząc swoją „chłodziarkę”, naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego wykorzystali fakt, że tak zwane zjawisko termoelektryczne, na którym bazują urządzenia termolektryczne, ma zastosowanie w obydwie strony. To znaczy, że urządzenia termoelektryczne mogą, zamiast generować energię elektryczną na podstawie różnicy temperatur, wytwarzać tę różnicę temperatur z pomocą prądu elektrycznego. Za sprawą prądu elektrycznego jedna strona takiego elektrycznego urządzenia staje się zimna, a druga gorąca, dzięki czemu może ono pełnić funkcję termoelektrycznego systemu chłodzącego.
Technologia przyszłości
Miniaturowa „chłodziarka” z Uniwersytetu Kalifornijskiego składa się z dwóch półprzewodników w formie tellurku bizmutu (III) oraz stopu tej substancji z antymonem. Poprzez naklejenie na te materiały zwykłej taśmy oraz oderwanie jej naukowcy byli w stanie pozyskać monokrystaliczne płatki, z których zbudowali urządzenia termoelektryczne o grubości zaledwie 100 nanometrów, czyli około jednej dziesięciomilionowej metra.
„Nasze najmniejsze na świecie termoelektryczne urządzenie chłodzące jest ponad dziesięć tysięcy razy mniejsze niż poprzedni rekordzista.”, powiedział Xin Yi Ling, jeden z badaczy.
Zdjęcie przedstawiające miniaturowe urządzenie chłodzące z Uniwersytetu Kalifornijskiego, Jego dwa półprzewodniki nakładają się na siebie w środku obrazu, tam gdzie ma miejsce efekt chłodzenia. | Źródło: UCLA/Regan Group
„Chłodziarka” z Uniwersytetu Kalifornijskiego potrafi schładzać swoje otoczenie miliony razy szybciej niż urządzenia chłodzące o objętości milimetra sześciennego. Naukowcy mają nadzieję, że dogłębnie przyglądając się jej pracy w najbliższej przyszłości, będą wstanie lepiej pojąć kierujące nią zjawiska fizyczne, a następnie wykorzystać zdobytą wiedzę do stworzenia równie wydajnych, ale większych urządzeń termoelektrycznych. W tej chwili takie większe urządzenia termoelektryczne nie są wystarczająco wydajne, aby ich użycie było opłacalne.
Kto wie, może technologię z Uniwersytetu Kalifornijskiego kiedyś spotkamy w naszych smartfonach, komputerach i innych urządzeniach elektronicznych, o ile rzeczywiście okaże się wydajna w większej skali. Czekam na ten moment z niecierpliwością.
Źródło: UCLA, fot. tyt. Pixabay/Mohamed Hassan