MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Учёные из Японии создали программируемый материал, открывающий беспрецедентные возможности для управления теплом — у него широкий спектр возможных применений: от энергетических систем до фотонной памяти нового поколения.
Источник изображения: Osaka Metropolitan University
Обычно тепловые процессы подчиняются строгим правилам. Материал, который поглощает тепло определённой длины волны с конкретного направления, зеркальным образом его излучает. Это свойство называется принципом взаимности, и до настоящего момента учёные не могли независимо контролировать процессы поглощения и излучения тепла. Если бы появился материал, способный поглощать тепло с одного направления и излучать его в другом, появилась бы возможность направлять тепловую энергию с беспрецедентной точностью. Это изменило бы привычные механизмы терморегулирования и преобразования энергии; возникли бы инфракрасные датчики и системы тепловой передачи данных нового поколения.
Для реализации этой задачи учёные Высшей инженерной школы при Осакском столичном университете обратились к магнитооптическим материалам — их свойства меняются под действием магнитного поля. Объединив такой материал с материалом, способным менять своё фазовое состояние (GST — германий-сурьма-теллур), они построили устройство, которое может менять направление теплового излучения. Это состояние можно переключать, причём устройство «запоминает» установленный режим даже после отключения питания, то есть тепловые процессы можно программировать аналогично записи данных на чип постоянной памяти.
Устройство по-разному реагирует на направление, с которого падает излучение, но продолжает работать, даже если оно поступает практически перпендикулярно воспринимающей поверхности — ранее механизм срабатывал только при острых углах падения, при этом снижалась эффективность как поглощения, так и излучения тепла. Благодаря этому открытию появляется возможность управлять тепловыми потоками с такой же точностью, с какой электроника управляет электричеством. На свет появятся более совершенные инфракрасные датчики, высокоэффективные энергетические системы и новые типы фотонной памяти — информация будет храниться с использованием света и тепла, а не электрических зарядов, говорят учёные.
Источник:
