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世界上最小的「冰箱」﹐透過顯微鏡才能看到
加州大學洛杉磯分校團隊最近打造出世界上最小的冰箱﹐必須放在顯微鏡下才看得到。不過這個冰箱要冰什麼﹖當然不是剩菜﹐研究團隊希望將這種奈米熱電設備用在瞬間冷卻電腦或電子零件。
熱電設備是由2種不同半導體材料夾在金屬基板之間構成﹐加熱時(電流由電極進入熱電材料或反過來)﹐因帕帖爾效應(Peltier Effect)會導致一側變熱﹑另一側變冷﹐我們便可利用溫差來發電或致冷﹐前者應用比如NASA航海家探測器﹐就使用熱電機來為探測器提供長達40年的電力﹐將來可能會有類似設備應用在冷氣中。
後者的話﹐傳統電冰箱涉及製冷劑的蒸發與凝結循環過程﹐不過近十幾年來隨著熱電技術緩慢革新﹐嘗試開發取代蒸汽壓縮系統的熱電冰箱想法也浮現了。最近﹐由加州大學洛杉磯分校物理學教授Chris Regan領導的團隊就基於該原理﹐開發出世界上最小的奈米冰箱﹐厚度僅 100 奈米。
這種微型熱電致冷器涉及2種半導體材料﹕碲化鉍(bismuth telluride)﹑銻-碲化銻(antimony-bismuth telluride)﹐體積僅約1立方微米﹐做個比較﹐你的指甲每秒都在增加數千立方微米。想當然﹐這麼小的熱電設備人眼根本看不到﹐沒有冰箱門﹑更不會拿來冰剩菜﹐只能放在顯微鏡下觀察﹐且因為體積太小﹐無法安裝運動零件﹐無法產生足夠電能也不能達到致冷目的﹐就目前來說一點用處都沒有。
所以工程師開發這麼小的熱電致冷器要幹麻﹖研究人員希望透過觀察奈米設備來發現材料合成性能更好的方法﹐以後應用在冷卻電腦電子設備或調節光纖網路硬體的溫度﹐至少目前研究人員已知這麼小的設備有個獨特能力﹐它幾乎可以在瞬間就產生冷卻效果。
等我們摸清熱電致冷器在原子級的工作原理﹐或許就有機會擴大規模﹐朝實際應用前進吧。
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