نانو یخچال با استفاده از حرکت براونی ذرات

دانشمندان از ساخت نانویخچال ها با قابلیت سرد کردن ماشین آلات نانومقیاس می گویند. Broeck از دانشگاه Hasselt بلژیک و Kawai از دانشگاه Alabama بیرمنگام در نظریه ای اعلام کردند، امکان ساخت یخچال های کوچک که با حرکت براونی کار کنند وجود دارد. در این سیستم حرکت تصادفی ذرات بسیار کوچک، باعث تماس و برخورد آنها با ملوکول های اطراف می شود. مفهوم این تئوری مخالف منطق علم می باشد، زیرا جنبش معمولاً باعث گرم شدن می شود. این ابزار می تواند به عنوان یخچال های کوچک عمل کرده و به عنوان ادوات سرد کننده ماشین های نانومقیاس مورد استفاده قرار گیرد.

این محققان اخیراً موفق به ساخت یک موتور میکروسکوپی شده اند که دارای یک مولکول کایرال، منفرد یا نامتقارن است. زمانی که این مولکول بین دو منبع با دماهای متفاوت قرار می گیرد برای تعدیل دما، شروع به حرکت می کند و باعث انتقال دما از منبع گرم به منبع سرد می شود. آنها تصمیم دارند، با اعمال یک نیروی خارجی موتور را وادار به حرکت در خلاف جهت معمول کنند، در نتیجه، گرما از منبع سرد به منبع گرم منتقل می شود و مانند یک یخچال به عنوان خنک کننده به کار رود.

در این مدل تئوری از یک میله کایرال استفاده شده است که یک سمت آن دارای بالشتک صاف (همانند پره های قایق  موتوری) و یک سمت دیگر آن بالشتک های گوه مانند که غشائی عایق، سطح آن را پوشانده است. اگر انرژی سینتیکی در مولکول های قسمت گوه مانند بیشتر از سمت دیگر باشد میله شروع به چرخش می کند و گرما از سمت گرم به سمت سرد منتقل می شود، حال با اعمال انرژی به میله، موتور شروع به چرخش در جهت عکس می کند و گرما از قسمت سرد به گرم منتقل می شود. این یخچال می تواند به عنوان سیستم خنک کننده در تراشه های نیمه هادی برای انتقال انرژی گرمایی از مراکز تراشه به قسمت های خارجی به کار گرفته شود؛ همچنین می توان در خنک کردن ماشین های نانومقیاس از آنها استفاده کرد.

این محققان نتایج کار خود را در Applied Physic Letters به چاپ رسانده اند.

منبع: http://www.ssme.ir/article/233.aspx

تهیه شده در: http://www.newdesign.ir/content/?id=198&rnd=3779