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

Это продлит тебе годы: 9 полезных пищевых привычек от долгожителей Это продлит тебе годы: 9 полезных пищевых привычек от долгожителей

9 полезных правил, которые помогут прожить дольше

Playboy
5 лучших способов похудеть, кроме посещения тренажерного зала 5 лучших способов похудеть, кроме посещения тренажерного зала

Можно прийти в форму и без абонемента

Playboy
Достопримечательность города Достопримечательность города

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

Playboy
Внимание на экран Внимание на экран

Какой ценой далось онлайн-обучение на карантине светским родителям и детям

Tatler
Жизнь 3.0 Жизнь 3.0

Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта

kiozk originals
Команда соперников Команда соперников

Политический гений Авраама Линкольна

kiozk originals
Растянется? Покроется катышками? Как купить качественный свитер не на один сезон Растянется? Покроется катышками? Как купить качественный свитер не на один сезон

Как купить действительно качественный, теплый и приятный к телу свитер

Cosmopolitan
Почти пусто: астрономы выяснили, сколько во Вселенной материи Почти пусто: астрономы выяснили, сколько во Вселенной материи

Международная группа исследователей определила, сколько в космосе вещества

Forbes
Стереохимические фантазии Вант-Гоффа Стереохимические фантазии Вант-Гоффа

Ученые, которые первыми дали верное объяснение оптической изомерии

Наука и жизнь
Почему наш мир удобен только для мужчин? Приводим доказательства из новой книги (на примере уборки снега) Почему наш мир удобен только для мужчин? Приводим доказательства из новой книги (на примере уборки снега)

Внушительный объем примеров неравенства в самых разных областях

Esquire
Новейший папа Новейший папа

Татьяна Алешичева о Джуде Лоу в этнопсиходелическом хоррор-сериале «Третий день»

Weekend
Черно-белое кино Черно-белое кино

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

Cosmopolitan
Найдена мутация, вызывающая обсессивно-компульсивный синдром Найдена мутация, вызывающая обсессивно-компульсивный синдром

Что приводит к формированию обсессивно-компульсивного поведения?

Популярная механика
Эльф из Санкт-Петербурга Эльф из Санкт-Петербурга

Как Роман Любимцев из Санкт-Петербурга перевернул мир кайтбординга

Популярная механика
Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек

«Война полов» служит одним из факторов эволюции этих насекомых

N+1
Артизаны не сдаются Артизаны не сдаются

Станет ли нынешнее поколение мастеров последним в истории материальной культуры

Robb Report
Искусство успокаивать детей Искусство успокаивать детей

Опытный педиатр отвечает на вопрос, почему дети плачут

kiozk originals
12 фотографий самых любопытных мест человеческого тела 12 фотографий самых любопытных мест человеческого тела

Воистину красота человеческого тела безгранична!

Maxim
Целуй кольцо Целуй кольцо

Виктория Шелягова прислала «Татлеру» собственную версию Золотого кольца

Tatler
Сметаной — нельзя, медом — можно. Что делать при разных видах ожогов Сметаной — нельзя, медом — можно. Что делать при разных видах ожогов

Как себя вести и что делать при ожогах разной степени тяжести?

РБК
«Секс-игрушка из Парижа»: вибратор стал секретным талисманом принцессы Дианы «Секс-игрушка из Парижа»: вибратор стал секретным талисманом принцессы Дианы

Принцесса Диана брала в заграничные поездки гаджет из секс-шопа

Cosmopolitan
Влюбленная в фотографию Влюбленная в фотографию

Селебрити-фотограф Ольга Тупоногова-Волкова презентует персональную выставку WET

OK!
10 книг, заслуживших 10 книг, заслуживших

Подборка произведений, заслуживших престижную литературную премию "Локус"

Популярная механика
Как открыть свой бизнес за месяц? 4 главных этапа Как открыть свой бизнес за месяц? 4 главных этапа

Как разумно использовать свое время, какие приоритеты расставить и с чего начать

Playboy
Режиссер Келли Райхардт — о своем новом фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века Режиссер Келли Райхардт — о своем новом фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века

Новая работа режиссера — экранизация романа Джонатана Рэймонда

Esquire
«Ежовые рукавицы» низкой инфляции: какие риски таит медленный рост цен «Ежовые рукавицы» низкой инфляции: какие риски таит медленный рост цен

У низкой инфляции может быть ряд побочных эффектов

Forbes
Почему человечество страдает от кариеса и можно ли с этим бороться Почему человечество страдает от кариеса и можно ли с этим бороться

Кариес – это инфекция, которой сегодня заражены практически все жители планеты

Популярная механика
Худеем, улучшая метаболизм Худеем, улучшая метаболизм

Пять простых правил для ускорения метаболизма

Здоровье
«Полюбила себя, когда похудела: почему бодипозитив мне кажется обманом» «Полюбила себя, когда похудела: почему бодипозитив мне кажется обманом»

Наша читательница поделилась историей о непростых отношениях с собственным телом

Psychologies
10 игр, которым больше 20 лет, но в которые стоит поиграть и сегодня 10 игр, которым больше 20 лет, но в которые стоит поиграть и сегодня

Пока историю видеоигр не преподают в школах, воспользуйся этой подборкой

Maxim
Открыть в приложении