Osaka Metropolitan Üniversitesi liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, ısıyı bir mikroçipin veri depolaması gibi kontrol edebilen, yönlendirebilen ve hatırlayabilen bir malzeme yarattı — bu süreçte termodinamiğin en temel kurallarından birini yıkarak.
Normalde, bir malzeme ısıyı birbirine bağlı, simetrik bir şekilde emer ve yayar: belirli bir dalga boyunda ve yönde ısıyı verimli bir şekilde emen bir yüzey, ısıyı aynı şekilde yayar. Isıl karşılıklılık olarak bilinen bu prensip, ısı emilimi ve yayılımını bağımsız olarak kontrol etme yeteneğimizi uzun süre sınırlamıştı.
Yeni cihaz bu kısıtlamayı yıkıyor.
Nasıl Çalışıyor
Ekip iki ileri teknolojiyi birleştirdi: - Manyeto-optik malzemeler, ışıkla etkileşimleri manyetik alan kullanılarak değiştirilebilen maddeler - GST, hem anahtar hem de bellek hücresi görevi gören özel bir faz değişim malzemesi
Metagratingler adı verilen nano ölçekli mimarilere inşa edilen cihaz, ısıyı bir yönden emip başka bir yöne yayabiliyor — verimliliğin çöktüğü aşırı açılar gerektiren önceki girişimlere göre büyük bir gelişmeyle, normale yakın geliş açılarında bile.
Hayati öneme sahip bir özellik olarak cihaz, güç kesildikten sonra bile termal durumunu hatırlıyor — tıpkı uçucu olmayan bilgisayar belleği gibi.
"Isı radyasyonunu 'daha akıllı' bir şekilde davrandırdık," dedi Osaka Metropolitan Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nden Dr. Shunsuke Murai. "Bu yetenekleri çalışan bir modelde elde etmek, yeni nesil verimli kızılötesi yayıcılar, termal enerji cihazları, sensörler ve fotonik bellek teknolojilerinin önünü açabilir."
Uygulamalar
Bu atılım birçok alanı dönüştürebilir: - Isı sinyallerini hassasiyetle filtreleyebilen akıllı kızılötesi sensörler - Isıyı hassas bileşenlerden aktif olarak uzaklaştıran termal yönetim sistemleri - Daha verimli güneş ve atık ısı toplama için yönlü enerji dönüşümü - Elektrik yükleri yerine ışık ve ısı kullanarak bilgi depolayan fotonik bellek
"Nihai hedefimiz, elektronik devrelerin elektrik akışını kontrol etmesi gibi, ısı radyasyonunu aktif olarak kontrol edebilen kompakt cihazlar geliştirmek," dedi proje lideri Prof. Koichi Okamoto.
Araştırma Laser & Photonics Reviews dergisinde yayınlandı.
