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

Будущее стратегической авиации: B-21 против ПАК ДА Будущее стратегической авиации: B-21 против ПАК ДА

В России и США разрабатываются новые модели стратегических бомбардировщиков

Популярная механика
Человек и железо Человек и железо

«Жаворонки на нити» — комедия о классовом перевоспитании, снятая в 1969 году

Weekend
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Реквизит-эффект Реквизит-эффект

Проверенный временем винтаж даёт фору творениям современных дизайнеров

Robb Report
Обожает бургеры и ненавидит себя без бороды: неожиданные факты о Джейми Дорнане Обожает бургеры и ненавидит себя без бороды: неожиданные факты о Джейми Дорнане

Джейми Дорнан — успешная модель в прошлом и популярный актер в будущем

Cosmopolitan
Аллергия - ошибка иммунитета Аллергия - ошибка иммунитета

Вряд ли в наше время можно найти человека, который ничего не слышал про аллергию

Популярная механика
Портфолио бедности Портфолио бедности

Как бедняки живут на $2 в день

kiozk originals
Лигнин защитил древесину от статического электричества Лигнин защитил древесину от статического электричества

Древесина не электризуется благодаря лигнину

N+1
Интимный разговор Интимный разговор

Для чего вообще нужна эстетическая гинекология?

Glamour
10 мифов о пышных женщинах 10 мифов о пышных женщинах

Общество до сих пор смотрит на лишний вес под влиянием стереотипов

Psychologies
Дневник принцессы Дневник принцессы

Из магазина нижнего белья на первые полосы — Эмма Коррин играет принцессу Диану

Vogue
Сильнейшие Сильнейшие

Бизнес по правилам Netflix

kiozk originals
«Мама, познакомься…»: неподходящие избранники наших детей «Мама, познакомься…»: неподходящие избранники наших детей

Что делать, если ваш знакомит вас с тем, кто ей или ему совершенно не подходит?

Psychologies
Джоли — еще и режиссер! Знаменитые актеры, которые сами снимают фильмы Джоли — еще и режиссер! Знаменитые актеры, которые сами снимают фильмы

Некоторым актерам мало работы на площадке, они хотят руководить процессом

Cosmopolitan
Новые авианосцы Китая станут больше похожи на американские Новые авианосцы Китая станут больше похожи на американские

Информацию о развитии китайского флота и армии приходится собирать по крупицам

Популярная механика
6 самых сложных компьютерных игр 6 самых сложных компьютерных игр

Cколько джойстиков, мониторов и мышек было разбито во время прохождения этих игр

Maxim
Когда лень вот-вот победит: 5 упражнений, которые заставят тебя полюбить спорт Когда лень вот-вот победит: 5 упражнений, которые заставят тебя полюбить спорт

Комплекс из этих пяти упражнений способен убить лень и разжечь спортивный азарт

Cosmopolitan
«Я могу быть элитной нянечкой» «Я могу быть элитной нянечкой»

Гарик Харламов вдохновлен на новые актерские эксперименты

OK!
Деликатный вопрос: как избавиться от урчания в животе Деликатный вопрос: как избавиться от урчания в животе

Желудок громко заявляет о себе в самый неподходящий момент?

Cosmopolitan
Как пройти техосмотр в 2020-м: правила, неисправности, сроки Как пройти техосмотр в 2020-м: правила, неисправности, сроки

Техосмотр на новых машинах теперь нужно проходить раз в четыре года

РБК
Потеря матери снизила репродуктивный успех самцов шимпанзе Потеря матери снизила репродуктивный успех самцов шимпанзе

Осиротевшие самцы шимпанзе отличаются пониженной конкуретноспособностью

N+1
Как ходить на свидания, когда тебе стукнуло 30: самые важные нюансы Как ходить на свидания, когда тебе стукнуло 30: самые важные нюансы

Свидания в 30 лет немного отличаются от свиданий в 20

Playboy
Сбил зеркало плечом и не заметил. Нелепая причина для лишения прав Сбил зеркало плечом и не заметил. Нелепая причина для лишения прав

Мотоциклист сбил плечом зеркало у «Газели» и на год лишился прав

РБК
В защиту эгоизма В защиту эгоизма

Почему не стоит жертвовать собой ради других

kiozk originals
Стала актрисой из-за измены любимого и еще 9 фактов о жизни Зои Бербер Стала актрисой из-за измены любимого и еще 9 фактов о жизни Зои Бербер

После выхода на экраны «Реальных пацанов» всем стало понятно — звезда родилась

Cosmopolitan
Царь всех болезней Царь всех болезней

Биография рака

kiozk originals
«Надеялись, что я потеряю документы»: странная история с Европротоколом «Надеялись, что я потеряю документы»: странная история с Европротоколом

Нашей героине предъявили регрессионный иск спустя полтора года после аварии

РБК
Китайский космоплан (или нет) вернулся на Землю через два дня после запуска Китайский космоплан (или нет) вернулся на Землю через два дня после запуска

Китайский многоразовый космический корабль совершил успешную посадку

N+1
Калифорния: Краткая история суши Калифорния: Краткая история суши

Книга, которая в деталях рассматривает классическое японское блюдо

kiozk originals
Черно-белое кино Черно-белое кино

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

Cosmopolitan
Открыть в приложении