Біздің мақалаларымыздағы сілтемелер арқылы сатып алу жасаған кезде, Future және оның дистрибьюторлық серіктестері комиссия алуы мүмкін.
Ұсынылған құрылғы жылудың сіңірілуі мен шығарылуын тәуелсіз басқару үшін магнит өрістерін және фазалық өзгеретін материалды пайдаланады. | Дереккөз: Осака метрополитен университеті
Зерттеушілер жылуды бөлу тәсілін «бағдарламалай» алатын материал жасап шығарды, бұл тиімдірек энергия жүйелеріне және, мүмкін, ақпаратты электр энергиясының орнына жылуды пайдаланып сақтайтын құрылғыларға жол ашады.
25 маусымда Laser & Photonics Reviews журналында жарияланған зерттеуде сипатталған дизайн материалдардың жылуды сіңіруі мен шығарылуын байланыстыратын шамамен 160 жылдық физика ережесін айналып өтеді. Қалыпты жағдайда жылуды бір бағытта жақсы сіңіретін материал сол бағытта жылуды бірдей жақсы шығарады. Физик Густав Кирхгоф алғаш рет 19 ғасырда сипаттаған бұл өзара әрекеттесу ережесі инженерлердің кіріс және шығыс жылуды тәуелсіз басқару мүмкіндігін шектеді.
Жаңа зерттеуде ғалымдар жылу сәулеленуін әртүрлі бағыттарға бағыттай алатын және қуат өшірілгеннен кейін де осы параметрлерді есте сақтай алатын теориялық құрылғы жасап шығарды.
Жаңа құрылғы әдетте бірге жұмыс істемейтін екі материалды біріктіреді. Магнит өрісін пайдаланып, топ индий арсенидінің қабатындағы табиғи симметрияны бұзды - бұл материал инфрақызыл сәулені сіңіріп, шығарады - осылайша бір бағытта таралатын сәулелену екінші бағытта таралатын сәулеленуден өзгеше әрекет етеді.
Бұл қабаттың үстінде германий-сурьма-теллур (ГСТ) торы орналасқан — бұл екі түрлі физикалық құрылым арасында ауысып, әдейі қайта ауыстырылғанға дейін орнатылған құрылымында қала алатын фазалық өзгеретін материал. Орналастырылғаннан кейін, ГСТ сәулелену бағытындағы айырмашылықты анықтайды және тұрақты қуатсыз сол позицияны сақтайды, бұл құрылғының жұмысын жылу бағытына қатысты «бағдарламалауға» мүмкіндік береді.
«Магнито-оптикалық өзара әрекеттесудің ұшпайтын фазалық өзгермелі материалмен үйлесімділігі мені таң қалдырды», - деп жазды зерттеуге қатыспаған MIT материалтану және инженерия профессоры Джуэжун Ху Live Science басылымына жіберген электрондық хатында.
ҰҚСАТТЫ ӘҢГІМЕЛЕР
-
Жасанды интеллект жасаған жаңа керемет материал көбік сияқты жеңіл, бірақ болат сияқты берік.
-
Химиктер өте тұрақсыз молекулалар жасау үшін ғасырлық ережені бұзды.
-
Математиктер физиканың үш теориясын біріктіру арқылы 125 жылдық есепті шешті.
Бұл маңызды, себебі бұрынғы ұқсас бағытта басқару әрекеттері әдетте тек тік бұрыштарда ғана жұмыс істеген, бұл оларды практикалық емес етеді. Ху «ерекше таңқаларлық» нәрсе - бұл құрылғы сәуле түзу сызықтан небәрі 3 градусқа ауытқыған кезде жұмыс істейді, бұл оның нақты әлемдегі оптикалық жүйелерге интеграциялануын айтарлықтай жеңілдетеді деп атап өтті.
Зерттеушілер өз дизайнын компьютер жадымен салыстырды, себебі ол қуат өшірілгеннен кейін бағдарламаланған күйін сақтайды. Дегенмен, Ху Live Science басылымына айтқандай, құрылғы жылудың өзін емес, материалдық күйді сақтайды. GST қуатсыз өзінің аморфты немесе кристалды құрылымын сақтайды, бұл бағдарламаланған жауаптың сақталуын қамтамасыз етеді.
Қазіргі уақытта құрылғы тек қағаз жүзінде ғана бар; ол әлі құрастырылған немесе сынақтан өткізілген жоқ. Дегенмен, Ху мұны мүмкін деп санайды, себебі ол дәлелденген материалдар мен өндіріс әдістеріне сүйенеді. Дегенмен, GST қабаты өте қалың, бұл қайта-қайта ауыстыруды қиындатады, дегенмен басқа материалдар бұл мәселені шеше алады. Бұл кедергіні жеңгеннен кейін, Ху нақты әлемдегі алғашқы қолданыс инфрақызыл сенсор болады деп күтеді, мұнда ықшам, бағытты түрде селективті жылу сіңіру ең пайдалы болады.