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

10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Комик и актер Адам Коновер: о том, почему удовольствие — хреновая штука Комик и актер Адам Коновер: о том, почему удовольствие — хреновая штука

Как сделать так, чтобы жизнь стоила того, чтобы жить?

Playboy
Пациент с поврежденным мозолистым телом увидел правые половины лиц потекшими Пациент с поврежденным мозолистым телом увидел правые половины лиц потекшими

Ученые описали редкий случай нарушения работы мозга

N+1
Глаза устают от компьютера? 8 советов, как избавиться от сухости и раздражения Глаза устают от компьютера? 8 советов, как избавиться от сухости и раздражения

Не три глаза — это не поможет

Playboy
Vagabonding Vagabonding

Искусство долгих путешествий по миру

kiozk originals
Самые красивые места Уэльса, которые вам точно стоит увидеть Самые красивые места Уэльса, которые вам точно стоит увидеть

Уэльс – регион диких пляжей, причудливых городков и обширных национальных парков

GQ
Как контролировать ребенка и не дать ему попасть в зависимость от гаджетов Как контролировать ребенка и не дать ему попасть в зависимость от гаджетов

Как уберечь ребенка от плохого контента и не позволить сидеть с гаджетом 24/7?

CHIP
Мама купила: как бывшая вебкам-модель зарабатывает сотни миллионов на открытках для подростков и мерче для Моргенштерна Мама купила: как бывшая вебкам-модель зарабатывает сотни миллионов на открытках для подростков и мерче для Моргенштерна

Компания «Мам, купи» Дарьи Зарыковской получила 43 млн руб. прибыли в 2019 году

Forbes
Лучший костюм на Хэллоуин — страшно красивые идеи от звезд и блогеров Лучший костюм на Хэллоуин — страшно красивые идеи от звезд и блогеров

Отыскать эффектный костюм на Хэллоуин — целое приключение

Cosmopolitan
Самцы и самки леопардов выбрали разный режим дня Самцы и самки леопардов выбрали разный режим дня

Самцы леопардов охотятся ночью, а самки предпочитают утренние часы

N+1
Целуй кольцо Целуй кольцо

Виктория Шелягова прислала «Татлеру» собственную версию Золотого кольца

Tatler
Как решить любую проблему:6 психологических лайфхаков Как решить любую проблему:6 психологических лайфхаков

О том, как решить свою проблему, не поедая мамонта

Cosmopolitan
10 самых безумных грузов, перевезенных по воздуху 10 самых безумных грузов, перевезенных по воздуху

Авиаперевозки, не поддающиеся никакой классификации.

Популярная механика
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
Мультивселенные, междисциплинарность и локализация. Что происходит с креативными индустриями в России Мультивселенные, междисциплинарность и локализация. Что происходит с креативными индустриями в России

Как обстоят дела в индустриях видеоигр, искусства и новых медиа

СНОБ
Чего я не знала, начиная бизнес: Ольга Зиновьева, Elementaree Чего я не знала, начиная бизнес: Ольга Зиновьева, Elementaree

Основательница Elementaree о своих ошибках и неожиданных решениях

Inc.
Храм — бассейн — храм: 7 фактов о храме Христа Спасителя, которые не стыдно знать и атеисту Храм — бассейн — храм: 7 фактов о храме Христа Спасителя, которые не стыдно знать и атеисту

Удивительная история храма Христа Спасителя

Maxim
Шанель, Кало и Диана: 13 женщин, которые изменили мир Шанель, Кало и Диана: 13 женщин, которые изменили мир

История знает немало случаев, когда женщины влияли на происходящее в обществе

Cosmopolitan
«Современный музей — это не хранение, а диалог с посетителем». Разговор сотрудниц Политеха об инклюзивности, образовании и новых форматах взаимодействия «Современный музей — это не хранение, а диалог с посетителем». Разговор сотрудниц Политеха об инклюзивности, образовании и новых форматах взаимодействия

Зачем музею говорить о правах человека

СНОБ
Молодо-зелено Молодо-зелено

Зачем косметологу знать, что вы веган или вегетарианец?

Tatler
Биологи научились лечить язву гидрогелем Биологи научились лечить язву гидрогелем

Ученые разработали гидрогель, способствующий заживлению язвы желудка

N+1
Верховный алгоритм Верховный алгоритм

Как машинное обучение изменит наш мир

kiozk originals
Как худеть после родов и сколько калорий вы тратите, пока кормите грудью? Как худеть после родов и сколько калорий вы тратите, пока кормите грудью?

Ваш главный тренер и диетолог перед вами — это ваш ребенок

9 месяцев
«Чем сложнее мир вокруг, тем выше спрос на Баха». Ляля Кандаурова о моде на классику «Чем сложнее мир вокруг, тем выше спрос на Баха». Ляля Кандаурова о моде на классику

Ляля Кандаурова доказывает, что классическая музыка может быть актуальной

СНОБ
У спорта на рогах: 4 истории создания экстремальных фотографий У спорта на рогах: 4 истории создания экстремальных фотографий

Люди с камерой подчас рискуют ничуть не меньше, чем их модели. Как им удается

Maxim
Мультимиллионеры Мультимиллионеры

25 лет назад студия Pixar выпустила «Историю игрушек»

GQ
Жизнь 3.0 Жизнь 3.0

Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта

kiozk originals
Сумерки кумиров: как приговор Михаилу Ефремову разрушил миф о сакральности культуры Сумерки кумиров: как приговор Михаилу Ефремову разрушил миф о сакральности культуры

О том, как это резонансное дело может привести к десакрализации культуры

Forbes
«Там точно будет новый президент»: как участники списка Forbes реагируют на события в Белоруссии «Там точно будет новый президент»: как участники списка Forbes реагируют на события в Белоруссии

Forbes поговорил с предпринимателями, у которых есть бизнес-интересы в Беларуси

Forbes
Любви достоин каждый: на ком женат Ник Вуйчич и другие необычные знаменитости Любви достоин каждый: на ком женат Ник Вуйчич и другие необычные знаменитости

Несмотря на необычную внешность, на этих парней обратили внимание девушки

Cosmopolitan
Открыть в приложении