Ученым удалось изготовить охлаждающий элемент из полупроводниковых пластинок

N+1Наука

Физики создали самый маленький термоэлектрический холодильник

Никита Козырев

William Hubbard et al. / ACS Nano, 2020

Ученым из Лос-Анджелеса удалось изготовить охлаждающий элемент из полупроводниковых пластинок с толщиной всего 100 нанометров, что на несколько порядков меньше характерных размеров предыдущих рекордно малых охлаждающих устройств. Исследователи показали, что созданный элемент при подаче на него электрического тока может охлаждаться на 21 кельвин относительно комнатной температуры, и что изменение температуры в столь малых устройствах можно измерять по размеру сконденсировавшихся на них капель. Как пишут авторы в статье, опубликованной в журнале ACS Nano, такие маленькие охладители работают эффективнее и быстрее своих полноразмерных аналогов, а их промышленное использование может привести к революции в электроэнергетике и технологиях производства охлаждающих элементов.

Термоэлектрические охладители — распространенные устройства, работающие на основе эффекта Пельтье, а именно явления переноса тепловой энергии между разнородными проводниками (чаще — полупроводниками) при протекании через них электрического тока. Они компактны и надежны, так как в них отсутствуют подвижные элементы, поэтому часто находят себе применение, однако в эффективности такие устройства все же уступают повсеместно встречающимся холодильникам на основе компрессоров.

Для повышения эффективности объемных термоэлектрических охладителей нужны материалы с высокой проводимостью (чтобы уменьшить нежелательный нагрев), с малой теплопроводностью (чтобы успешно сохранять большой градиент температур) и большим коэффициентом Зеебека. На практике крайне сложно обнаружить или создать материал, удовлетворяющий всем перечисленным требованиям, поэтому в попытке улучшить характеристики объемных устройств на основе эффекта Пельтье физики исследуют те же явления, но на наномасштабе. Аргументируется это тем, что в двумерных (на самом деле просто очень тонких) структурах на руку ученым могут сыграть квантовые эффекты: электронный конфайнмент и рассеяние фононов на границах материала могут уменьшать отношение теплопроводности и проводимости образца.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Бурлеск Самбурской Бурлеск Самбурской

Актриса, певица, дива, Самбурская, Настасья – все это о ней

Maxim
Я вижу, о чем вы думаете Я вижу, о чем вы думаете

Как агенты ФБР читают людей

kiozk originals
Достопримечательность города Достопримечательность города

Бордели с человекоподобными куклами – новый тренд или это уже слишком?

Playboy
Как правильно пить абсент: 4 основных способа + лучшие гастрономические сочетания Как правильно пить абсент: 4 основных способа + лучшие гастрономические сочетания

Из чего изготавливается абсент, как принято его употреблять

Playboy
Один с палью не воин. Любители уличного стиля против продавцов контрафакта Один с палью не воин. Любители уличного стиля против продавцов контрафакта

Почему с покупкой кроссовок и футболок все так непросто

Esquire
«Человек, у которого есть власть, рано или поздно может ее применить». Как работают с авторами домашнего насилия «Человек, у которого есть власть, рано или поздно может ее применить». Как работают с авторами домашнего насилия

Специалист по работе с агрессией о природе домашнего насилия

Forbes
Место на карте: Даурия Место на карте: Даурия

Здесь зарождалась величайшая империя в истории человечества

Культура.РФ
Такого Джуда Лоу вы еще не видели. Хоррор-сериал «Третий день» с аллюзиями на Брекзит Такого Джуда Лоу вы еще не видели. Хоррор-сериал «Третий день» с аллюзиями на Брекзит

«Третий день» — необычный фолк-хоррор

Forbes
Азиатская модель управления Азиатская модель управления

Удачи и провалы самого динамичного региона в мире

kiozk originals
Новые книги Новые книги

Обзор на 6 новых книг от Игоря Гулина

Weekend
Черно-белое кино Черно-белое кино

Блейк Лайвли – о том, как била Джуда Лоу и боролась против голливудских клише

Cosmopolitan
Крах деловых поездок, продаж бумаги и кофе: почему полный переход на удалёнку может стать экономической проблемой Крах деловых поездок, продаж бумаги и кофе: почему полный переход на удалёнку может стать экономической проблемой

Множество неочевидных бизнесов зависит от «белых воротничков»

VC.RU
6 фактов о Метро-2 — системе тайных тоннелей под Москвой 6 фактов о Метро-2 — системе тайных тоннелей под Москвой

Существование тайных тоннелей под Москвой — одна из популярных городских легенд

Maxim
Бэтмобиль и гигантский Beetle. 7 самых необычных машин для города Бэтмобиль и гигантский Beetle. 7 самых необычных машин для города

Очень странные автомобили, которых можно встретить на дорогах общего пользования

РБК
Время динозавров Время динозавров

Новая история древних ящеров

kiozk originals
Взрослые в доме Взрослые в доме

Неравная борьба с европейским «глубинным государством»

kiozk originals
7 способов отличить реальную новость от фейка 7 способов отличить реальную новость от фейка

Количество фейков в Интернете достигло критической массы

Maxim
Королева детективов: 9 мифов об Агате Кристи Королева детективов: 9 мифов об Агате Кристи

«Убийца — дворецкий»: как на самом деле писала Агата Кристи

Вокруг света
О суммах квадратов и кубов О суммах квадратов и кубов

История начинается с теоремы Пифагора, а заканчивается математическим открытием

Наука и жизнь
Пока играет Вальц Пока играет Вальц

«У жизни есть одна гарантия – она всегда может стать еще хуже»

Esquire
Еда и мозг Еда и мозг

Что углеводы делают со здоровьем, мышлением и памятью

kiozk originals
В одной черной-черной стране В одной черной-черной стране

Каждый год в результате аварий в России разливаются сотни тысяч тонн сырой нефти

GQ
Золотое масло Золотое масло

Как выбрать качественный крем с аргановым маслом

Здоровье
Следуй за мной Следуй за мной

Следуем за сложной геометрией пространства

AD
4 причины, почему стоит начать вставать в 5 утра (это поможет стать успешнее) 4 причины, почему стоит начать вставать в 5 утра (это поможет стать успешнее)

У нас есть веские аргументы в пользу ранних подъемов

Playboy
«Звери дикого Юга», «Паразиты» и «Питер Пэн»: любимые книги и фильмы миллиардеров «Звери дикого Юга», «Паразиты» и «Питер Пэн»: любимые книги и фильмы миллиардеров

Что миллиардеры готовы рекомендовать к прочтению и просмотру?

Forbes
5 простых правил питания, которые помогают быстро похудеть 5 простых правил питания, которые помогают быстро похудеть

Не нужно морить себя голодом, чтобы похудеть

Playboy
10 самых невероятных авиакатастроф в истории 10 самых невероятных авиакатастроф в истории

Мы не будем объяснять, почему именно эти катастрофы феноменальны

Maxim
Ты моя рыба Ты моя рыба

Как добавки с коллагеном помогают сохранить здоровье и красоту

Vogue
Влияет ли среда обитания на запах и вкус пищи Влияет ли среда обитания на запах и вкус пищи

Почва, климат и микробы могут формировать вкус сельскохозяйственных культур

Популярная механика
Открыть в приложении