Antenni lämpösäteilylle

26.11.2019

Purdue-terminen-antenni-300-t.jpgTutkijat ovat kehitelleet keraamisia nanoputkia, jotka toimivat antenneina, käyttäessään valo-aine värähtelyjä hallitsemaan lämpösäteilyä. Kehitystyö on askel kohti uutta keraamisten materiaalien luokkaa, jossa hyödynnetään korkean lämpötilan polaritoneja keraamisissa nanoputkiantenneissa.

Vuonna 2016 Purduen yliopiston Zubin Jacobin tutkijatiimi kehitti termisen metamateriaalin - volframista ja hafniumoksidista -, joka säätelee lämpösäteilyä tarkoituksenaan parantaa jätelämmön keräämistä voimalaitoksilta ja tehtailta.

Nyt he ovat suunnitelleet keraamisia nanoputkia, jotka toimivat termisinä antenneina, tarjoamalla korkean lämpötilan lämpösäteilyn spektrin ja suunnan hallintaa.

Tällainen uusi keramiikkaluokka laajentaisi tapoja käyttää lämpösäteilyä tehokkaammin.

Zubin Jacobin tiimi rakensi yhdessä Purduen professorien Luna Lu:n ja Tongcang Li:n kanssa nanoputkia keraamisesta boorinitridistä, joka tunnetaan korkeasta termisestä vakaudestaan.

Boorinitridiset nanoputket hallitsevat säteilyä valon ja aineen värähtelyjen kautta keraamisen materiaalin sisällä, tavalla jota kutsutaan polaritoneiksi. Korkeat lämpötilat saavat aikaan polaritoneja, jotka nanoputket - kuten antennit - kytkevät sitten tehokkaasti lähtevään lämpösäteilyyn.

Tutkimuksessa hyödynnetään boorinitridinanoputkien korkeataajuisia optisia fononeja luomaan vahvoja keski-infrapunan termisiä antenniemittereitä korkeissa lämpötiloissa (665 °C).

Antennit voisivat tuottaa kyvyn kiihdyttää säteilyä, suorittaa järjestelmän tehostettua jäähdytystä tai lähettää informaatiota hyvin erityisiin suuntiin tai aallonpituuksilla, Jacob toteaa.

Tutkijat suunnittelevat kehittävänsä enemmänkin keraamisia materiaaleja, joiden polaritonisia ominaisuuksia voisi käyttää lukuisiin eri sovelluksiin.

"Polaritoninen keramiikka voi muuttaa ”pelin” ja haluamme, että sitä käytetään laajasti", Jacob hahmottelee yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Uutta metamateriaalia

Näkymättömyystekniikkaa lämpövirtauksille

06.08.2020Elektroniikkaa ja bakteereja
05.08.2020Ensimmäinen neurotransistori
04.08.2020Ferrosähköistä ja topologista muistia
03.08.2020Absorboivaa EMI-suojausta
31.07.2020Eristeidenkin on ohennuttava
24.07.2020Ennätysmäisiä metalinssejä
19.07.2020Grafeeni ja 2D-materiaalit voisivat ohittaa Mooren lain
06.07.2020Elektronit ja fotonit samalla sirulla
26.06.2020Tieteen purskeita kaukaa ja läheltä
26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla

Siirry arkistoon »