دانشمندان کوچکترین «یخچال» جهان را ساختند

یورونیوز :دانشمندان در دانشگاه کالیفرنیای آمریکا «یخچالی» ساخته‌اند که تنها صد نانومتر، معادل یک‌ده‌هزارم میلی‌متر ضخامت دارد.

پروفسور کریس ریگان، استاد فیزیک در دانشگاه یو‌سی‌ال‌ای (UCLA) که هدایت این تحقیق را بر عهده داشته است گفت: «ما کوچکترین یخچال جهان را ساخته‌ایم.»

دستگاه‌های ریز ساخته شده البته مانند یخچال‌های واقعی در یا کشو ندارند، اما در مقیاس بزرگ‌تر از فناوری آن‌ها برای خنک‌سازی رایانه‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی و همچنین تنظیم دما در شبکه‌های فیبر نوری استفاده می‌شود.

این دستگاه‌ ترموالکتریک از دو ماده نیمه‌رسانای مختلف بین صفحات فلزی ساخته شده است. وقتی یک طرف داغ می‌شود، طرف دیگر خنک می‌ماند که این امر باعث می‌شود تا بتواند به عنوان کولر یا یخچال عمل کند.

Scientists create world's smallest 'refrigerator' @acsnano https://t.co/slVJY1nSiv

— Phys.org (@physorg_com) September 23, 2020

تیم تحقیقاتی دانشگاه کالیفرنیا در این آزمایش از پوسته‌های نازک تک‌کریستالی دو ماده استاندارد نیمه‌‌رسانا یعنی تلوراید بیسموت و تلورید آنتیموان استفاده کرده و دستگاهی ساخته‌اند که ضخامت آن ۱۰۰ نانومتر و کل حجم فعالیت آن تقریبا ۱ میکرومتر مکعب است. به نحوی که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.

این دستگاه در واقع به قدری کوچک است که اگر برای مثال انگشتان انسان به جای ناخن این یخچال‌های ریز را تولید می‌کرد، در هر ثانیه ۵ هزار عدد از این‌ها از سر انگشتان بیرون می‌ریخت.

شین یی لینگ از نویسندگان مقاله تحقیقی می‌گوید: «ما رکورد کوچکترین خنک‌کننده ترموالکتریک جهان را با ضریب ده‌هزار واحد شکستیم.»

در شرایطی که به دلیل کوچک بودن این دستگاه‌ها دماسنج‌های نوری قادر به اندازه‌گیری دقیق دمای این کولرها نیستند، محققان گروه پروفسور ریگان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری و با اندازه گیری تغییرات چگالی، درجه حرارت آن‌ها را در مقیاس نانو تعیین می‌کنند.

دانشمندان امیدوارند با تمرکز بر ساختارهای نانو عملکرد این دستگاه‌های ریز را بهبود بخشند.

نتایج این تحقیق به تازگی در نشریه علمی انجمن شیمی آمریکا ای‌سی‌اس نانو ( ACS Nano) منتشر شده است.