กลไกการทำความเย็นแบบใหม่ใช้แสงปกติแทนเลเซอร์

ไฟระบายความร้อน: หัวหน้านักวิจัย Linxiao Zhu ที่ด้านหน้าห้องสุญญากาศที่มีการสั่นสะเทือนต่ำซึ่งมีโฟโตไดโอดและแคลอรีมิเตอร์ วิธีการใหม่สำหรับการระบายความร้อนด้วยแสงโดยใช้แสงจาก LED แบบเดิมได้รับการพิสูจน์โดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา พวกเขาบรรลุฟลักซ์การระบายความร้อนเล็กน้อยประมาณ 6 Wm- 2แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าความก้าวหน้าในอนาคตของพื้นผิวนาโนโฟโตนิก

สามารถเพิ่มสิ่งนี้ได้อย่างน้อยสองลำดับความสำคัญ

ทำให้เทคนิคนี้เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับการทำความเย็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการระบายความร้อนด้วยโฟโตนิก สารจะดูดซับโฟตอนที่มีพลังงานต่ำแล้วปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานสูงออกมา ซึ่งจะเป็นการสูญเสียพลังงาน ความสำเร็จขึ้นอยู่กับความแม่นยำของเลเซอร์ความถี่เดียวที่สอดคล้องกัน และการลองใช้เทคนิคเดียวกันกับ LED ปกติจะล้มเหลวเนื่องจาก LED ปล่อยช่วงความถี่ที่กว้างขึ้น แต่ไฟ LED จะทำให้วัสดุร้อนขึ้น

อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกาได้ตั้งทฤษฎีว่าไฟ LED ปกติสามารถใช้เพื่อทำให้สสารเย็นลงได้ ยิ่งไปกว่านั้น เทคนิคการทำความเย็นอาจเป็นคู่แข่งกับอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสักวันหนึ่ง ตอนนี้ Linxiao Zhu และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนได้สร้างระบบระบายความร้อนที่ใช้ LED ปกติ

เรืองแสงเชิงลบนักวิจัยได้ใช้ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “การเรืองแสงเชิงลบ” สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อ LED เชื่อมต่อกับอคติทางไฟฟ้าแบบย้อนกลับ ทำให้เกิดการแผ่รังสีความร้อนน้อยกว่าเมื่อไม่มีอคติเลย Pramod Reddyจากมิชิแกนกล่าวว่า “ในแง่หนึ่ง” ” ไฟ LED แบบเอนเอียงแบบย้อนกลับจะแผ่โฟตอนราวกับว่าอยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามาก”

ผลกระทบนี้เองโดยปกติจะนำไปสู่

การระบายความร้อนเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม การถ่ายเทความร้อนดังกล่าวสามารถปรับปรุงได้อย่างมากเมื่อช่องว่างระหว่าง LED และวัตถุที่จะทำให้เย็นลงเหลือระดับนาโน อันที่จริง การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าในระบบการถ่ายเทความร้อนอาจเกินขีดจำกัดการแผ่รังสีของ blackbody อย่างมีนัยสำคัญ การเพิ่มขึ้นนี้เป็นผลมาจากโฟตอนที่สามารถ “อุโมงค์” จากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งได้ Reddy อธิบาย

การวัดการไหลของความร้อนนี้เกี่ยวข้องกับการวาง LED ที่ระยะห่างระดับนาโนถึงแคลอรีมิเตอร์ ซึ่งไม่ใช่เรื่องง่าย จากข้อมูลของ Zhu การทำให้ช่องว่างมีขนาดเล็กพอจะเป็นไปไม่ได้กับ LED เชิงพาณิชย์ทั่วไป ซึ่งมีความขรุขระของพื้นผิวมากกว่าช่องว่างที่กำหนดประมาณ 50-100 เท่า ดังนั้น ทีมงานจึงต้องพัฒนาแนวทางที่กำหนดเองสำหรับการขัดนาโนอุปกรณ์ดังกล่าว

อุโมงค์โฟโตนิกนักวิจัยทำการทดลองในห้องสุญญากาศสูงและห้องสั่นสะเทือนต่ำมาก เมื่อพวกเขาลดระยะห่างระหว่าง LED และอุปกรณ์วัดลงเหลือ 55 นาโนเมตร พวกเขาสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมากในสัญญาณการตรวจจับด้วยแสงของเครื่องวัดปริมาณความร้อน เมื่อถึงจุดนั้นอุโมงค์โฟโตนิกก็มีผล จากนั้น เมื่อมีอคติของไดโอดสั่นระหว่างศูนย์และกลับด้าน ทีมงานจึงทำการวัดเฉลี่ยตามเวลาหลายช่วงเวลาเพื่อแก้ไขฟลักซ์ความร้อนได้อย่างแม่นยำ สิ่งที่พวกเขาพบคือแคลอรีมิเตอร์ถูกทำให้เย็นลงโดย LED

ทีมงานยืนกรานที่จะทำการวิจัยเพิ่มเติมและสำรวจว่าขีดจำกัดพื้นฐานของวิธีการทำความเย็นนี้คืออะไร นักวิจัยหวังว่าด้วยไดโอดที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม พวกเขาสามารถเข้าใกล้ฟลักซ์การทำความเย็นที่คาดการณ์ในทางทฤษฎีที่ประมาณ 1,000 Wm -2 ด้วยประสิทธิภาพดังกล่าว Reddy อ้างว่าแนวทางใหม่นี้จะแข่งขันกับเทคโนโลยีการระบายความร้อนโดยใช้วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก ในอนาคต วิธีการนี้สามารถประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ โดยให้การระบายความร้อนบนชิป

Tamas Vicsekผู้พัฒนาโมเดลบาร์นี้ 

อธิบายว่างานวิจัยนี้ “น่าสนใจ” แต่ชี้ให้เห็นว่าเขาไม่ทราบถึงการทดลองสังเกตของผู้เปลี่ยนเกมเพื่อฟื้นฟูระเบียบจากความโกลาหล อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่าการสังเกตการณ์นั้นเกิดจาก “ตัวแทนที่ได้รับข้อมูล” ชั้นนำของกลุ่มปลาและแม้แต่มนุษย์ในส่วนของการนำตัวเปลี่ยนเกมไปใช้กับฝูงชนจริง Vicsek ชี้ให้เห็นว่า 612 ตัวแทน (หรือ 10% ของฝูงชนทั้งหมด) ถูกใช้ในการจำลอง – ซึ่งอาจจะไม่เป็นประโยชน์Panchagnula กล่าวว่าขณะนี้ทีมกำลังสร้างแบบจำลองฝูงชนในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีทางเข้าและทางออกที่ปลายอีกด้าน

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้สังเคราะห์สายนาโนคาร์บอนที่เจือด้วยรูทีเนียมและไนโตรเจนซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แพลตตินัมแบบธรรมดาสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำ ทีมงานระบุถึงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นกับอะตอมของรูทีเนียมแต่ละอะตอมที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์คาร์บอน แทนที่จะเป็นอนุภาคนาโนของรูทีเนียม

ความสามารถในการสร้างพลังงานสะอาดและยั่งยืนจากไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับการทำให้การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเคมีมีราคาถูกลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปัจจุบันแพลตตินัมถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับอิเล็กโทรไลซิสในน้ำ แต่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในสภาวะที่เป็นกรด ซึ่งไม่สามารถทำได้สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ เนื่องจากพวกเขาต้องการเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนราคาแพง อย่างไรก็ตาม ในอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ที่ต้องการนั้น กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของอนุภาคนาโนแพลตตินั่มมีค่าต่ำกว่าสองคำสั่ง เป็นผลให้การผลิตไฮโดรเจนโดยอิเล็กโทรไลซิสไม่สามารถแข่งขันได้เพียงพอที่จะใช้กันอย่างแพร่หลายและไฮโดรเจนส่วนใหญ่ได้มาจากอุตสาหกรรมโดยก๊าซมีเทนที่เปลี่ยนรูปด้วยไอน้ำ

นักวิจัยจึงได้ค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาการแยกน้ำที่ดีขึ้น โดยส่วนใหญ่เน้นไปที่โลหะมีตระกูลอื่นๆ ที่คล้ายกับแพลตตินัม โดยเฉพาะรูทีเนียม สายนาโนคาร์บอนที่เจือด้วยรูทีเนียมได้แสดงให้เห็นสัญญา ซึ่งโดยทั่วไปมีสาเหตุมาจากการมีอนุภาคนาโนของรูทีเนียม

อย่างไรก็ตาม ในขณะที่เปรียบเทียบกันได้ ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาทางเลือกเหล่านี้ยังไม่เหนือกว่ารุ่นแพลตตินั่มเชิงพาณิชย์ แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้รูทีเนียมซึ่งแสดงให้เห็นโดยนักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐอเมริกา จีน และแคนาดา ได้สร้างสถิติประสิทธิภาพใหม่สำหรับการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์ได้เตรียมสายนาโนคาร์บอนที่เจือด้วยรูทีเนียมและไนโตรเจนที่อุณหภูมิต่างๆ ในทุกกรณี กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งตัวอย่าง ซึ่งรวมถึงออกซิเจนและเทลลูเรียมซึ่งเหลือจากกระบวนการผลิต ข้อยกเว้นที่น่าสังเกตอย่างหนึ่งคือรูทีเนียมซึ่งก่อให้เกิดกระจุกหนาแน่นในสายนาโน – เป็นการยืนยันว่าทั้งอะตอมเดี่ยวและอนุภาคนาโนรูทีเนียมมีอยู่ในตัวอย่าง

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย