Hyperloop One показала план маршрутів вакуумного потяга по Америці
10 Квітня , 2017
У США створили унікальний водовідштовхувальний спрей
10 Квітня , 2017

Створені перші “стандартні блоки” гіпотетичного теплового комп’ютера, здатного працювати при температурі До 600 К

Професор Сіді Ндао (Sidy Ndao) і його аспірант Махмуд Елзука (Mahmoud Elzouka) з університету Небраски розробили і виготовили дослідні зразки теплових діодів, які здатні працювати при температурах понад 600 К До (326 С), і які є першим видом “стандартних блоків” для гіпотетичних теплових комп’ютерів. Такі теплові комп’ютери для передачі і обробки інформації, замість електрики, використовують теплову енергію. Звичайно, вони мають набагато меншу швидкодію, ніж існуючі обчислювальні пристрої, зате вони можуть працювати в таких умовах, в яких перестане працювати електроніка будь-якого типу, за винятком спеціалізованої високотемпературної електроніки на основі карбіду кремнію.
На відміну від електроніки, нанорозмірні термомеханічні пристрої пам’яті і логічні елементи, що використовують теплову енергію замість електрики, зможуть працювати навіть в самих несприятливих умовах. Такі теплові обчислювальні пристрої зможуть працювати на поверхні Венери, де температура часто перевищує позначку в 400 градусів Цельсія, в глибинних свердловинах і в енергетичних установках, що використовують геотермальну енергію. Крім цього, технологія теплових обчислень є ідеальним кандидатом для побудови ланцюгів керування систем охолодження і систем акумулювання теплової енергії.
Тепловий діод, з функціональної точки зору, практично ідентичний своєму електронному побратиму, він дозволяє протікати потоку тепла тільки в одному напрямку. Така можливість керування потоком тепла дозволить зробити два чітких рівня сигналу, що відповідають значенням логічного 0 і 1. У конструкції нового теплового діода, рівень теплового потоку задається шляхом зміни відстані між його нерухомим “терміналом” і рухомим “терміналом”. Ця відстань змінює величину теплового потоку, який здатний пропустити через себе тепловий діод, крім цього, величина цього потоку залежить від його напряму.
Слід зазначити, що новий теплової діод є першим у своєму роді пристроєм, в якому вченим вдалося реалізувати контроль над чотирма температурними факторами одночасно, над шириною розділяючого проміжку і рівнем тепловіддачі, що залежить від напрямку теплового потоку.
Структура теплового діода складається з 24 пар нерухомих і рухомих “терміналів”, що є аналогами електродів звичайного діода. Так само, в діоді присутні нагрівачі, виготовлені з тонкої платинової плівки, за допомогою яких можна керувати температурою кожної пари терміналів. Коли фіксований термінал має більшу температуру, ніж рухливий, зазор між ними збільшується, що призводить до зниження потоку тепла, що проходить через них. А коли температура рухомого терміналу стає вище температури фіксованого, ширина проміжку зменшується і через пару може протікати більший тепловий потік.
На рівні терміналів, процес теплопередачі проводиться за рахунок явища польового теплового випромінювання, який працює за рахунок тунелювання короткоживучих поверхневих теплових хвиль між двома поверхнями, що знаходяться в безпосередній близькості один від одного. Ще однією відмінною рисою нового теплового діода є те, що в ньому вперше було використано в практичних цілях вищезгадане явище. А попередні спроби використання явища польового теплового випромінювання стикались з низкою нерозв’язних, на той час, проблем, пов’язаних з необхідністю точного керування шириною нанорозмірного розділяючого проміжку.
Випробування дослідних зразків теплових діодів показали, що вони здатні працювати при температурах до 600 градусів Кельвіна. А оптимізація структури діода і використання в ній нових матеріалів, як вважають вчені, дозволить в майбутньому, їх діоду працювати і при більш високих температурах.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline