На головну    

 Зближення об'єктів до нанометрових відстаней - Наука і техніка

Зближення об'єктів до нанометрових відстаней між ними може інтенсифікувати теплообмін переможе цими об'єктами

Такі експериментальні результати американських фізиків, які показують межі застосування законів випромінювання абсолютно чорного тіла. Закон, що описує випромінювання абсолютно чорного тіла, виведений німецьким фізиком Максом Планком більше 100 років назад і добре підтверджується на практиці. Закон визначає спектральну залежність енергії рівноважного випромінювання, що випускається одиницею поверхні абсолютно чорного тіла за одиницю часу, від частоти і температури. У переважній більшості випадків цей закон адекватно описує реальність, проте навіть сам Планк припускав, що при розташуванні обмінюються енергією об'єктів на мінімальних відстанях один від одного він може порушуватися.

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту і Колумбійського університету (США) продемонстрували, що на дистанціях переможе об'єктами в кілька десятків нанометрів формула Планка може розгублюються свою силу. Вчені показали, що теплообмін може бути до 1000 разів більш інтенсивним, ніж це пророкує закон Планка.

Результати досліджень будуть опубліковані в журналі Nano Letters (Surface Phonon Polaritons Mediated Energy Transfer between Nanoscale Gaps).

Експериментальна установка і криві залежностей, отримані в експериментах (ілюстрація авторів).

Підтвердити це на досвіді виявилося далеко не так просто; американські дослідники - перші, кому вдалося розробити дієву експериментальну методику і виміряти відповідний коефіцієнт теплопередачі, який перевищив передбачає теорія межа в тисячу разів.

Для того щоб оцінити енергію теплового випромінювання об'єкта, що знаходиться в безпосередній близькості від іншого тіла, необхідно, звичайно, затримувати їх від контакту; саме це і становить найбільшу складність. Автори даної роботи вирішили задіяти в своїх експериментах плоску поверхню і мініатюрну кварцову сферу: в такій схемі контакт можливий лише в одній точці, що спрощує завдання. При цьому зрушити пластини на віддалення менше одного мікрона так, щоб ті не стосувалися, вченим не вдалося, в той час як мінімальна дистанція переможе сферою і поверхнею склала 10 нм. Для реєстрації змін температури автори використовували біметалічний кантилевер атомно-силового мікроскопа.

Отримані результати вчені пояснюють впливом поверхневих фононних поляритонов - електромагнітних хвиль, що поширюються вздовж кордону розділу середовищ.

На думку проф. Ченя, результати досліджень можуть мати дуже широке вляніе на багато технічні пристрої, припустимо, магнітні запам'ятовуючі пристрої - жорсткі диски комп'ютерів. У сучасних моделях зчитувальні головки можуть розташовуватися на відстані 5-6 нм від поверхні диска. Під час роботи головка неминуче нагрівається, і за наявності відповідної теоретичної бази фахівці зможуть розробити методи ефективного відведення та використання цього ті

© 8ref.com - українські реферати