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全球最小的“冰箱”体积仅为1立方微米:却能瞬间令物体变冷

2020-9-23 20:22 来源: 快科技 冰洗

9月23日消息,据国外媒体报道,世界上最小的冰箱有多小,能放进去一个苹果吗?在追求越大越好的时代,有人却别出心裁,研发出体积仅有1立方微米的超Mini“冰箱”。

来自加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的科学家通过对具有数十年历史的热电技术进行革新,开发出一种微型制冷装置,他们将之戏称为“全球最小的冰箱”。

当然,在炎炎夏日,这个特殊的“冰箱”可放不下吃剩的食物或啤酒,但研究小组希望借助这个纳米级的设备为跳板,开发出几乎能瞬间冷却物体的先进系统。

据报道,UCLA团队开发的微型制冷装置涉及两种半导体材料:碲化铋和锑-碲化铋。通过在这些材料上贴上普通的透明胶带,然后将其剥落,科学家们就能够获得用于制造热电器件的单晶片,这些薄片的厚度仅为100纳米,约为1千万分之一米。

全球最小的“冰箱”体积仅为1立方微米:却能瞬间令物体变冷
微型冷却器的两种半导体在中间的黑暗区域重叠,这里就是热电冷却效应发生的地方

这个小小的“冰箱”绝不仅仅是一个噱头。热电冷却设备的优点包括可靠性高并且体积极小,但遗憾的是,这些设备目前还不能产生足够的电力,也不能令大型物体保持足够的温度。

然而,通过对这种纳米级制冷装置的进一步研究,该团队希望能更好地理解其中的物理原理,然后将这些经验应用于更大型设备的开发。

他们想从这个超Mini“冰箱”中借来的一个诀窍是其独特的几乎瞬间产生冷却效果的能力。


在这个微型冰箱两种半导体材料重叠的地方,可以看到露珠(圆形)的形成,作为其冷却效果的证据

领导该研究小组的UCLA物理学教授克里斯·里甘(Chris Regan)指出,纳米级冰箱的体积如此之小,使得它的运行速度比体积为1毫米立方的冰箱快数百万倍,这后者已经比现有冰箱的制冷速度快了数百万倍。

一旦弄清楚热电制冷装置如何在原子和接近原子的水平上工作,该团队就可以将尺寸扩大到宏观层面,这将带来巨大的回报。

这项研究发表在ACS Nano杂志上。

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编辑:张晴
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