Shematic.net

Тепловые диоды

Тепловые диоды

    Исследуя новые материалы в полупроводниковой технике Ватару Кобаяши (Wataru Kobayashi) из лаборатории Университета Васеды (Waseda University) в Японии создал тепловой диод, пропускающий тепло в одном направлении. Тепловое излучение относится к инфракрасной области волнового спектра между субмиллиметровым и красным видимым спектром излучения электромагнитных волн. Тепловой диод по сущности отличается от широко применяемых инфракрасных излучателей и приемников, в которых меняется проводимость p-n-перехода в зависимости от тепла. Тепловой диод создан на основе двух типов оксида кобальта со структурой (LaCoO₃ и La0.7Sr0.3CoO₃), где проводимость тепла в одном направлении больше, нежели в другом (рис. 1. Ред. Публикация доступна на сайте arxiv.org).

Рис. 1. Тепловой диод. Графики теплопроводности двух типов оксида кобальта.

    Это соединение двух материалов: А с высоким значением теплопроводности C(K) при низких температурах (T_L), малой тепловой проводимостью при высоких температурах (T_H) и материала В с малой тепловой проводимостью при низких температурах (T_H), высокой тепловой проводимостью при высоких температурах (T_H). По аналогии с полупроводниковым диодом данное устройство названо тепловым диодом.
    Исследуя кристаллизацию некоторых полимеров, в МТИ создали материал с подобными свойствами, где проводимость тепла в одном направлении намного больше обратного. На некоторых сайтах появились публикации о возможности создать тепловой компьютер.     Вопрос, конечно, спорный, если считать, что наибольшую скорость имеет распространение электромагнитная волна, а в диэлектриках скорость зависит от коэффициента преломления.
    Тем не менее, материалы с полупроводниковыми тепловыми свойствами необходимы в теплообменных процессах: для создания тепловых вентилей, управляемых радиаторов. Подобными свойствами управляемого теплового вентиля обладает жидкокристаллическая структура на основе холестерина на которых созданы управляемые панели для теплового регулирования помещений.

Рис. 2. Тепловой диод. Структура металл-оксид.
 

    Для создания теплового диода предлагается структура на основе двух типов материалов металл-оксид (рис.2): со стороны оксида, например CuO или AgO, будет проходить поглощение тепла, а с другой стороны, т. е. металла – излучение. Передача тепла в одну сторону будет больше, нежели в другую (поглощение и излучение тепла зависит от многих факторов: температуры, от материала, обработки поверхности, цвета и др.).

добавлено 28.02.12 15:05:35 | просмотрено 10160 раз