В мире передачи тепловой энергии существует множество интересных явлений и частиц, которые играют роль в этом процессе. Однако, на наноуровне, в самых современных полупроводниках, фононы, квантовые квазичастицы, отводят недостаточно тепла. Исследователи из Университета Пердью решили эту проблему, сосредоточившись на открытии, как они сами её назвали, новой нанополосы на магистрали теплопередачи с помощью гибридных квазичастиц, называемых "поляритонами".
Томас Бичем, доцент кафедры машиностроения, сравнивает передачу тепла с проповедью на большом шатре пробуждения. Он объясняет, что энергию можно описать различными способами. Например, свет описывается в терминах фотонов, а тепло – в терминах фононов. Однако, иногда фотоны и фононы объединяются и создают нечто новое – поляритоны. Поляритоны не являются физическими частицами, но скорее способами описания обмена энергией. Они представляют собой гибрид света и тепла, сохраняя некоторые свойства обоих.
Поляритоны уже нашли применение в оптических приложениях, таких как витражи и домашние медицинские тесты. Однако, их способность переносить тепло ранее была игнорирована. Они проявляют своё влияние только на наноуровне, когда размер материалов становится очень маленьким. Джейкоб Миньярд, доктор философии и студент в лаборатории Бичема, отмечает, что фононы выполняют большую часть работы по передаче тепла, но эффект поляритонов проявляется только на наноуровне.
Исследователи с Университета Пердью надеются, что открытие новой нанополосы на магистрали теплопередачи с помощью поляритонов приведет к новым возможностям в области энергетики и тепловых технологий. Это открытие может оказать значительное влияние на разработку более эффективных систем охлаждения и теплообмена на наноуровне.
Источник:
Джейкоб Миньярд и др., Характеристики материала, определяющие фонон-поляритонную теплопроводность в плоскости (Jacob Minyard et al, Material characteristics governing in-plane phonon-polariton thermal conductance), Journal of Applied Physics (2023). DOI: 10.1063/5.0173917
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
