U novoj studiji predstavljen je mogući način na koji odvojiti apsorpciju i emisiju da bismo postigli programabilnu toplinu
Postoje određeni zakoni fizike koje toplina mora slijediti.
Uzmimo, na primjer, Kirchhoffov zakon toplinskog zračenja, koji primjenjuje ideju reciprociteta na toplinu i nalaže da sposobnost površine za apsorpciju topline pod određenim kutom i valnom duljinom mora također odgovarati njezinoj sposobnosti emitiranja topline pod istim kutom i valnom duljinom.
To pravilo otežava kontrolu toplinske energije na načine na koje bismo možda željeli.
vezane vijesti
Iako su prije pronađena zaobilazna rješenja, ona su neučinkovita i nestabilna. U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Laser & Photonics Reviews, koju je proveo međunarodni tim istraživača, predstavljen je mogući način na koji odvojiti apsorpciju i emisiju da bismo postigli programabilnu toplinu.
Inovacija se temelji na manipulaciji svjetlošću pomoću magnetskog polja. Smjer emisije topline je moguće kontrolirati, manipulaciju je moguće uključivati i isključivati, a sustav može pamtiti svoje stanje dok je isključen.
Ista legura kao i za CD/DVD
Uređaj koji su istraživači zamislili nazvan je metagrating te kombinira magnetooptički materijal koji prilagođava ponašanje apsorbirane topline kada je pogođen magnetskim poljem i materijal za promjenu faze koji djeluje kao memorijska banka.
Materijal za promjenu faze - koji može prelaziti između amorfnog (neuređenog) i kristalnog (uređenog) stanja - je Ge2Sb2Te5, legura germanija, antimona i telurija koju se također koristi u CD-ima i DVD-ima za ponovno snimanje. Ta 'rešetka' je važna.
Sitni, pažljivo dizajnirani grebeni hvatali bi i kanalizirali dolaznu svjetlost, čineći je upravljivijom od prethodnih sustava i održivijom kao praktično rješenje. Namještanjem kuta svjetlosti, jačine magnetskog polja i fizičkih dimenzija rešetke, istraživači su mogli 'programirati' željeno ponašanje apsorpcije topline - bez istih recipročnih emisija topline.
Takvi uređaji mogli bi biti korišteni u pametnijim infracrvenim senzorima, učinkovitijim energetskim sustavima i novim vrstama fotonske memorije koja pohranjuje informacije pomoću svjetlosti i topline umjesto električnih naboja. Potreba za vanjskim magnetskim poljem za kontrolu svojstava uređaja i njegovog materijala također predstavlja nedostatak, iako nema razloga zbog kojih bi to trebalo biti značajna prepreka daljnjem razvoju.
Trenutno je metagrating na razini teorijske fizike i matematike. Sljedeća faza je izrada prototipa, piše Science Alert.
