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A Cristallo Pompa e Calore dell'Estratto sul Nanoscale

Published on November 6, 2012 at 4:38 AM

I Ricercatori all'Istituzione di Carnegie hanno scoperto un nuovo modo efficace di pompare il calore facendo uso dei cristalli. I cristalli possono pompare o estrarre il calore, anche sul nanoscale, in modo da potrebbero essere usati sui chip di computer per evitare il surriscaldamento o persino fusione, che sono corrente un limite importante alle più alte velocità del computer. La ricerca è pubblicata nelle Lettere Fisiche di Esame.

L'immagine mostra una simulazione di dinamica molecolare di niobato di litio nell'ambito di un momento che varia il campo elettrico, che cambia il segno della polarizzazione. Il Rosso è niobio, il verde è ossigeno e manifestazioni del litio un intervallo dei colori per i punti di tempo differenti. Il niobio e l'ossigeno sono indicati soltanto per un punto di volta per chiarezza. L'immagine mostra una piccola parte della simulazione reale. Credito: Maimon Rosa ed Istituzione di Ronald Cohen Carnegie

Ronald Cohen, lo scienziato del personale al Laboratorio Geofisico di Carnegie e Maimon Rosa, originalmente un interno della High School ora all'Università di Chicago hanno effettuato la ricerca. Hanno realizzato le simulazioni sui cristallo-materiali ferroelettrici che hanno polarizzazione elettrica in assenza di un campo elettrico. La polarizzazione elettrica può essere invertita applicando un campo elettrico esterno. Gli scienziati hanno trovato che l'introduzione di un campo elettrico causa un mutamento di temperatura gigante nel materiale, definito l'effetto electrocaloric, lontano sopra una temperatura ad un cosiddetto stato paraelectric.

“L'effetto electrocaloric pompa il calore con la temperatura cambiante mediante un campo elettrico applicato,„ Cohen spiegato. “L'effetto è stato conosciuto dagli anni 30, ma non è stato sfruttato perché la gente stava usando i materiali con le alte temperature di transizione. Abbiamo trovato che l'effetto è più grande se la temperatura ambiente è ben sopra la temperatura di transizione, in modo dai materiali bassi della temperatura di transizione sono preferiti.„

Ferroelectrics si trasforma in paraelectric-che è, non ha polarizzazione nell'ambito del campo elettrico zero sopra la loro temperatura di transizione, che è la temperatura a cui modifiche essenziali il suo stato da ferroelettrico a paraelectric.

Rosa e Cohen hanno usato le simulazioni di dinamica molecolare del atomico-disgaggio, dove hanno seguito il comportamento degli atomi nel niobato di litio ferroelettrico come funzioni della temperatura e di un campo elettrico. Maimon Rosa ha iniziato questo lavoro come interno di estate della High School ed è ora durante il suo secondo anno come studente non laureato nella biologia all'Università di Chicago. Ha lavorato al progetto durante le pause come interno di supporto da EFree, Centro di Ricerca di Frontiera di Energia della DAINA al Laboratorio Geofisico. Rosa ha rilevato, “Niobato di litio non era stata studiata già come questa. Abbastanza siamo stati sorpresi vedere così mutamento di temperatura enorme.„

Sorgente: http://carnegiescience.edu/

Last Update: 6. November 2012 05:25

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