??節(jié)能比以往任何時候都更為重要,如果我們能功地創(chuàng)造出更小、更好、更高效的技術(shù),那么電子產(chǎn)品所浪費的熱能就可以好的利用?,F(xiàn)在,美國猶他大學(xué)機械工程副教授Mathieu Francoeur發(fā)現(xiàn)了一種利用近場輻射傳熱裝置從熱量中產(chǎn)生比想象中更多電能的方法,他發(fā)現(xiàn)了“黑體極限”理論分崩離析的納米尺度。
黑體極限(1900年由德國物理學(xué)家馬克斯·普朗克提出)是描述熱輻射(熱)所能產(chǎn)生的最大能量的理論,但是當物體非常非常接近時,這個定律就失效了,從一個物體到另一個物體的熱傳遞呈指數(shù)級增加。簡而言之,物體越近,能量傳遞越好,但是在不讓它們實際接觸的情況下保持兩個物體盡可能接近的機械難度是一個重大挑戰(zhàn)。
猶他大學(xué)的一個研究小組利用其近場輻射熱傳遞裝置進行這方面的挑戰(zhàn)。副教授MathieuFrancoeur和他的團隊創(chuàng)造了一個小芯片(5×5毫米),由兩片硅晶片組成,兩片硅晶片之間有一個100納米的穩(wěn)定間隙,并保持在真空中。研究小組隨后加熱一塊晶圓,同時冷卻另一塊晶圓,從而產(chǎn)生了一種熱通量,可以用來產(chǎn)生電流。產(chǎn)生電能的熱流密度法本身并不是什么新鮮事,但研究小組為保持硅片之間在微觀上緊密一致的遲滯而開發(fā)的方法卻是前所未有。
這個團隊看到了這種熱傳遞裝置的大量應(yīng)用。從冷卻電腦和手機處理器(改進其操作和功能壽命)到將廢熱轉(zhuǎn)化為電能以提高電池壽命。該芯片還可用于為物理環(huán)境有自己熱源的技術(shù)(如植入式醫(yī)療設(shè)備)提供動力。當然,對于像這樣的經(jīng)濟技術(shù)來說,環(huán)境效益是巨大的。
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