ИННОВАЦИЯ: Охлаждающий "бутерброд"
Чтобы электронная начинка компьютеров не перегревалась во время работы, необходимо отводить от нее тепло. В настольных компьютерах проблема решается просто - с помощью вентиляторов. Но как быть с миниатюрными электронными приборами? Для этих целей американские исследователи из Research Triangle Institute в Северной Каролине разработали устройство, напоминающее многослойный бутерброд.
Этот "бутерброд" представляет собой чередующуюся стопку тонких пленок, изготовленных из двух разных электропроводящих композиционных материалов. Толщина каждого слоя - миллионные доли миллиметра, т. е. всего несколько десятков атомов. Устройство основано на термоэлектрических явлениях, открытых еще в XIX в. Одно из них проявляется так: если соединить два проводника из разного материала и один из них нагреть, то возникнет электрический ток. При обратном явлении, называемом эффектом Пельтье, ток проходит между двумя проводниками и в результате поверхность их соприкосновения нагревается или охлаждается - в зависимости от направления тока. Термоэлектрические устройства могут отводить тепло в окружающую среду, а могут, если требуется, превращать тепло в электричество. Это свойство оказывается очень удобным для охлаждения маломощных электронных приборов.
Чем больше слоев в композитном "бутерброде", тем эффективнее охлаждение. Слоистые структуры плохо проводят тепло, а для электрического тока многочисленные слои - не помеха. Рама Венкатасубраманиан и его коллеги из Research Triangle Institute долго экспериментировали с материалом, толщиной слоев и их количеством. В результате им удалось обеспечить разницу температур на двух сторонах "бутерброда" в 32 градуса - от комнатной до минус семи. До сих пор в аналогичных условиях удавалось получить разницу температур не больше 3 градусов.
Термоэлектронный "бутерброд" может не только охлаждать, но и нагревать - например, осуществлять точечный подвод тепла для проведения химической реакции в нужном месте. Причем нагревание происходит очень быстро - как ни странно, такой слоистый нагреватель можно сравнить скорее с газовой горелкой, чем с электроплитой. Исследователи считают, что на этой основе можно будет создать даже миниатюрные химические реакторы.