Michiganin yliopiston tutkimusten mukaan kahden nanomittakaavan esineen välillä tai suuremmilla jopa nanomittakaavan etäisyyksillä, voi kulkea sata kertaa enemmän lämpöä kuin standardi säteilyteoria ennustaa. Tulokset voivat johtaa uudenlaisiin aurinkokennoihin, materiaaleihin ja jopa lämpötransistorien kehittämiseen.

Joku vuosi sitten Michiganin yliopiston professorit Pramod Reddy ja Edgar Meyhofer olivat johtaneet tutkimusta, joka osoitti, että lämpö voi kulkea 10 000 kertaa nopeammin nanomittaisten rakojen välillä.

Rako oli pienempi kuin säteilyn hallitseva aallonpituus. Suuremmilla erotuksilla tämä mekanismi ei toiminut. Nyt tehdyssä koeasetelmassa levyjen paksuus oli välillä 270 – 10 000 nanometriä. Ne sijoitettiin erittäin kapean raon päähän toisistaan.

Esimerkiksi luottokortin kokoisessa ja muotoisessa levyssä lämpö säteilee tavallisesti kustakin kuudesta sivusta suhteessa pinta-alaan. Mutta kun rakenteet ovat erittäin ohuita – ohuimmillaan noin puolet vihreän valon aallonpituudesta – nämä reunat vapautuivat ja absorboivat paljon enemmän lämpöä kuin odotettiin.

Syvällisempi pohdinta ja mallintaminen vahvistivat, että satakertainen lisäys lämpövirrassa johtuu siitä, että aallot kulkevat rinnakkain levyjen pitempien ulottuvuuksien kanssa ja lämpö ampuu reunoista ulos. Myös energian absorbointi toimii samalla tavalla samanlaisilla levyillä.

Ryhmän ehdottamat esimerkit ovat lämmönvirtauksen hallitseminen samalla tavoin kuin elektronien hallitseminen elektroniikan avulla, jolloin syntyisi lämpötransistoreita ja diodeja seuraavan sukupolvien tietokoneille ja laitteille.

Pramod Reddy huomauttaa, että lämpötietokone olisi hitaampi ja suurempi kuin sähköinen versio, mutta hän uskoo, että se saattaa olla parempi tietyissä tilanteissa, kuten korkeissa lämpötiloissa, joissa tavanomainen elektroniikka ei kestä.

Lisää: Nanobitteja.fi (LINKKI), tiedoteuutinen (LINKKI) ja tutkijoiden tiedeartikkeli Nature-lehdessä (LINKKI)

Kuva: Dakotah Thompson, Michigan Engineering

Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran kuukaudessa. (LINKKI)

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi!

https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2018/