Шведські та Українські науковці розробили нову наноелектромеханічну систему, яка використовує тепло для створення механічного руху в результаті взаємодій, що виникають між електронами, але, на відміну від аналогів, не вимагає електричного тока.«Мікроскопічні пристрої, що поєднують електроніку з механікою (МЕМС), широко поширені в сучасному світі, – говорить А. Вікстрьом з Технологічного університету Чалмерса в Гетеборзі. – Сенсори всередині смартфонів, що визначають прискорення, положення і т.д. – Ось хороші приклади, повідомляє Національний промисловий портал.
Зі зменшенням електронних приладів відбуваються постійні спроби замінити ці мікроскопічні структури наноскопіческіх, НЕМС. Тепловий двигун НЕМС, який ми пропонуємо, відрізняється тим, що перетворює тепловий потік в механічний рух, не вимагаючи і не виробляючи електричний струм.
Зазвичай подібні пристрої вимагають наявності струму і не працюють за його відсутності. Новий механізм складається з вуглецевої нанотрубки, підвішеною між двома висновками електрода, де пара висновків діє як контейнер для одного електрона. Електрод над нанотрубки діє як другий контейнер, що містить електрон з протилежним спіном. Електрони вільно переміщаються між контейнерами до нанотрубке і назад. Але оскільки електрони з інших контейнерів мають протилежними спинами, вони не можуть заходити в протилежний контейнер, тому перенесення заряду не відбувається.
Все стає цікавіше, коли температура контейнерів електронів починає відрізнятися. Коли холодні електрони з одного контейнера і гарячі з іншого рухаються до нанотрубке, вони взаємодіють, і тепло переноситься від гарячого до холодного електрону. Коли холодні електрони повертаються до свого холодний контейнер, вони несуть додаткову енергію, тоді як гарячі електрони повертаються з меншим запасом енергії.
Якщо верхній контейнер гаряче, тоді потік тепла злегка зрушує нанотрубку до цього контейнеру. Це підвищує час тунелювання між ними, яке створює механізм зворотного зв’язку, але з відкладеним відгуком, що призводить до вібрації нанотрубки.
Керуючи температурами контейнерів, вчені продемонстрували можливість контролю над напрямком і силоміць механізму відгуку і посиленням або зниженням рівня вібрації. І бачать для свого винаходу кілька варіантів застосування.
«Тепло завжди в наявності у електричних ланцюгах як побічний продукт, – каже Вікстрьом. – Зазвичай ця енергія витрачається даремно, але коли знайти їй застосування, скажімо, щоб запустити інтегрованого пристрою НЕМС, система стане більш енергозберігаючої », повідомляє BuildingTech.