Метаматериалы помогли создать детали теплового компьютера

Физики воплотили в жизнь идею создания на основе метаматериалов экзотических тепловых устройств, управляющих потоками тепла — изолятора, концентратора и инвертора. Работа ученых принята к публикации в журнале Physical Review Letters, а ее краткое описание можно прочитать на сайте ScienceNow. В гомогенных материалах тепло равномерно распространяется по градиенту — от горячего к холодному. Однако существуют материалы, которые обладают разной теплопроводностью в разных направлениях.

В гомогенных материалах тепло равномерно распространяется по градиенту — от горячего к холодному. Однако существуют материалы, которые обладают разной теплопроводностью в разных направлениях. Это свойство наиболее ярко проявляется у так называемых метаматериалов — слоистых композитов, чьи свойства зависят в наибольшей степени от структуры, а не от химического состава.

Ранее математики предложили использовать метаматериалы для создания пассивных тепловых устройств, распространение тепла в которых происходит необычным образом. Среди них были тепловые плащи-невидимки, концентраторы тепла и инверторы. На изобретение тепловых вариантов этих устройств ученых вдохновило использование метаматериалов для создания оптических плащей-невидимок.

Например, предложенные тепловые плащи-невидимки представляли собой своеобразные слоистые оболочки из метаматериалов, проводящие тепло так, чтобы внешний наблюдатель не заметил наличия внутри оболочки посторонних предметов. Толщина слоев оболочки, их количество и теплопроводность были рассчитаны математиками таким образом, чтобы тепло, проходя сквозь слои, огибало спрятанный объект, и градиент тепла восстанавливался. Тепловой концентратор, наоборот, направлял потоки тепла сквозь выбранный объект, а инвертор локально разворачивал тепловой поток в противоположную сторону.

В настоящей статье физики описали создание реальных прототипов рассчитанных тепловых устройств. Они состояли из небольшой металлической сердцевины, окруженной 40 слоями резины и силиконового эластомера, наполненного нитридом бора. Сердцевину вместе с оболочкой создатели залили в прозрачный полимер, к которому с одной стороны подводили тепло, а с другой охлаждали. За распространением тепла в устройстве следили с помощью инфракрасной камеры.

В зависимости от конфигурации слоев (они могли быть открытыми, закрытыми, «скрученными») устройства работали в режиме концентратора, инвертора или теплового плаща-невидимки.

Создатели надеются, что полученные устройства станут основой для создания тепловых компьютеров — вычислительных машин, работа которых будет осуществляться посредством манипуляции потоками тепла, а не электричества. Тепло, которое для обычных компьютеров является нежелательным побочным продуктом, для будущих тепловых устройств, возможно, станет источником энергии. Работа над такими устройствами пока находится в самом начале.

Источник: lenta.ru

Блогер создал «USB-убийцу» компьютеров
Видеоблогер Томас Ким (Thomas Kim) показал, как самостоятельно собрать USB-устройство, способное вывести из строя любой персональный компьютер.

Физики создали разлагающий числа на множители квантовый компьютер
Физики из МИТ создали квантовый компьютер из пяти атомов, способный разлагать числа на простые множители, масштабы которого можно легко и произвольно расширять или уменьшать, что открывает дорогу к взлому большинства…

Киригами помогло создать идеальные солнечные батареи
Японское искусство изготовлять объемные фигурки из бумаги — киригами — помогло физикам создать такую версию солнечных батарей, которая не теряет эффективности по мере движения Солнца по небосводу и изменения угла…

Владимир Путин и Си Цзиньпин создают ось прагматизма и расчета
Когда китайские подразделения маршировали 9 мая по Красной площади, это не было лишь подтверждением вклада Китая в победу. Участие КНР в параде символизировало расширение военных связей с Россией.


  • Тепло,
  • Теплов,
  • Устройство,
  • Создание,
  • Метаматериал
Комментировать публикацию через Постсовет:
Комментарии (0) RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.


Комментировать публикацию через Вконтакте: