2 Minutės
Jie privertė šilumą elgtis kaip informaciją. Osakos metropoliteno universiteto laboratorijoje tyrėjai privertė terminį spinduliavimą paklusti naujam taisyklių rinkiniui, leidžiančiam inžinieriams nukreipti ir saugoti šilumą taip, kaip elektronikoje maršrutizuojame ir laikome duomenis.
Šis sprendimas remiasi dviem labai skirtingomis dalimis: magnetooptine plėvele, kuri veikiant magnetiniam laukui keičia savo sąveiką su šviesa, ir fazinį kitimą turinčiu lydiniu GST, galinčiu persijungti tarp būsenų ir išsaugoti pasirinktą būseną be nuolatinio maitinimo. Kartu jie sudaro paviršių, kurio terminis spinduliavimas priklauso nuo krypties ir kurio elgsena gali būti perjungta ir išlaikyta.
Kodėl tai svarbu? Nes šiluma paprastai paklūsta reciprociškumui: jei paviršius sugeria infraraudoną spinduliavimą iš tam tikros krypties, jis linkęs jį ir išspinduliuoti ta pačia kryptimi. Tai atspindi tvirtą simetriją fizikoje, kuri ilgą laiką ribojo šilumos valdymą. Pertraukus šią simetriją, galima priversti paviršių sugerti šilumą iš vienos krypties ir pirmenybę teikti išspinduliavimui kita kryptimi. Kitaip tariant, galima maršrutizuoti šiluminę energiją.
Įrenginio bandymai parodė retą savybę. Jis skirtingai reagavo į įeinančią infraraudonąją šviesą net tada, kai ta šviesa krisdavo beveik statmenai, režime, kuriame senesni nereciprociški sprendimai nepavykdavo arba tapdavo neefektyvūs. Tai leidžia praktiškiau valdyti terminį srautą kampuose, kuriuose veikia realūs įrenginiai.
Taip pat yra pragmatiškas privalumas: GST sluoksnis išsaugo bet kurią pasirinktą būseną be pastovaus maitinimo. Perjunkite medžiagą į sugeriančią būseną. Išjunkite maitinimą. Būsena išlieka. Ši atmintį primenanti savybė daro struktūrą programuojamą tiesiogine prasme.
Šilumą galima programuoti ir saugoti taip pat kaip duomenis.
Įsivaizduokite infraraudonųjų spindulių jutiklius, kurie selektyviai „klauso“ tam tikrų krypčių, arba energijos surinkėjus, kurie nukreipia šilumos atliekas ten, kur jas galima panaudoti. Pagalvokite apie fotoninę atmintį, kuri naudoja šviesą ir terminį spinduliavimą kaip informacijos nešėją, o ne krūvį tranzistoriuje. Tyrimų grupė, kuriai vadovauja profesorius Koichi Okamoto ir dr. Shunsuke Murai, nurodo šias galimybes ir kitas.
Toks požiūris turi ir iššūkių: tokių sluoksnių integravimas į kompaktiškus, gamybai tinkamus įrenginius, magnetinių laukų kontrolės mastelio didinimas ir našumo išplėtimas platesniame bangų ilgių ir temperatūrų diapazone. Vis dėlto demonstracija žymi konceptualų šuolį. Ji peržiūri šilumą nebe kaip pasyvų šalutinį produktą, o kaip aktyvų signalą, kurį galima nukreipti, perjungti ir saugoti.
Mintis, kad šilumą vieną dieną būtų galima maršrutizuoti kaip paketus per tinklą mažų paviršių, pakeičia tai, kaip įsivaizduojate terminį dizainą. Tai taip pat atveria įrankių rinkinį inžinieriams, norintiems pritaikyti infraraudoną šviesą žmonių tikslams, o ne atvirkščiai.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.