Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Нанотехнологии

Шведские и украинские ученые разработали новую наноэлектромеханическую систему, которая использует тепло для создания механического движения в результате взаимодействий, возникающих между электронами, но, в отличие от аналогов, не требует электрического тока.

«Микроскопические устройства, сочетающие электронику с механикой (МЭМС), широко распространены в современном мире, — говорит А. Викстрем из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге. — Сенсоры внутри смартфонов, определяющие ускорение, положение и т. д. — вот хорошие примеры. С уменьшением электронных приборов происходят постоянные попытки заменить эти микроскопические структуры наноскопическими, НЭМС. Тепловой двигатель НЭМС, который мы предлагаем, отличается тем, что превращает тепловой поток в механическое движение, не требуя и не вырабатывая электрический ток».

Обычно подобные устройства требуют наличия тока и не работают при его отсутствии. Новый механизм состоит из углеродной нанотрубки, подвешенной между двумя выводами электрода, где пара выводов действует как контейнер для одного электрона. Электрод над нанотрубкой действует как второй контейнер, содержащий электрон с противоположным спином. Электроны свободно перемещаются между контейнерами к нанотрубке и обратно. Но поскольку электроны из других контейнеров обладают противоположными спинами, они не могут заходить в противоположный контейнер, поэтому перенос заряда не происходит.

Все становится интересней, когда температура контейнеров электронов начинает отличаться. Когда холодные электроны из одного контейнера и горячие из другого движутся к нанотрубке, они взаимодействуют, и тепло переносится от горячего к холодному электрону. Когда холодные электроны возвращаются в свой холодный контейнер, они несут дополнительную энергию, тогда как горячие электроны возвращаются с меньшим запасом энергии.

Если верхний контейнер горячее, тогда поток тепла слегка сдвигает нанотрубку к этому контейнеру. Это повышает время туннелирования между ними, которое создает механизм обратной связи, но с отложенным откликом, что приводит к вибрации нанотрубки.

Управляя температурами контейнеров, ученые продемонстрировали возможность контроля за направлением и силой механизма отклика и усилением или снижением уровня вибрации. И видят для своего изобретения несколько вариантов применения, пишет Phys.org.

«Тепло всегда в наличии в электрических цепях как побочный продукт, — говорит Викстрем. — Обычно эта энергия тратится впустую, но если найти ей применение, скажем, для запуска интегрированного устройства НЭМС, система станет более энергосберегающей».

Летом ученые Сингапура первыми продемонстрировали возможности шагающего наномотора с наивысшей топливной эффективностью среди всех типов подобных устройств, известных на сегодняшний день. Скорость передвижения механизма длиной 20 нм достигает 3 нм в минуту.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Honda выпустит электроскутер со съемными батареями
Транспорт будущего
Кейсы
Apple вернет в США 20 тысяч рабочих мест и $350 млрд
ИИ для прогнозирования преступлений признали некомпетентным
Искусственный интеллект
Nomad — беспроводная универсальная зарядка для путешественников
Беспроводная зарядка
В Гарварде разработали самого маленького дельта-робота
Робототехника
ИИ может спрогнозировать будущий коррупционный скандал
Искусственный интеллект
Генпрокуроры 21 штата обжаловали отмену сетевого нейтралитета
Сетевой нейтралитет
В США впервые применят CRISPR для лечения рака
Борьба с раком
Брат Илона Маска запускает школьную программу для фермеров будущего
Умное фермерство
Ученые приблизились к созданию прозрачных солнечных панелей
Солнечные панели
Климатическая катастрофа откладывается, но расслабляться нельзя
Изменение климата
Биткойн
Братья Уинклвосс потеряли $600 млн своего биткойн-состояния за два дня
Стартап Dedrone помогает защититься от атак дронов
Беспилотники
Google запустила облачный сервис для обучения ИИ
Искусственный интеллект
Крупнейший банк Японии запускает свою криптовалюту
Криптовалюты
Samsung втайне разрабатывает 5G-модем для смартфонов
Переход на 5G
Стартап будет раздавать интернет со спутников над Афганистаном
Кейсы
Чип Blocklet позволит устройствам IoT подключаться к блокчейну
Блокчейн
Новая система научит умный дом экономить энергию
Энергосбережение
Биометрия
Visa встроила в платежные карты сканер отпечатка пальца
Инвестиции в «чистую» энергетику в 2017 году росли благодаря Китаю
Тренды
Инженера Google и Uber Левандовски вновь обвинили в мошенничестве
Кейсы
Евросоюз запретит одноразовую пластиковую упаковку к 2030 году
Тренды
Концепты
Немецкий дизайнер разработал складное колесо
В МТИ втрое увеличили КПД термоэлектрических устройств
Чистая энергия
Приложение-контрацептив привело к росту числа абортов
Кейсы
Геном беглого раба воссоздали по ДНК его потомков
Генетика
GM признали лидером беспилотных технологий
Беспилотный транспорт
Треть жителей Китая и Индии хотели бы стать киборгами
Тренды
Умные стекла будут обогревать здания
Умный дом
Универсальная банковская карта запущена в Англии
Финтех
The Abyss проведет первый в мире Token Sale по модели Бутерина
ICO
«В 2018 году курс биткойна достигнет $100 000»
Блокчейн
РНК-терапия побеждает боль лучше традиционных лекарств
Медицина будущего
Идеи
КПД перовскитных солнечных модулей удалось повысить до 66%
Насилие в компьютерных играх не влияет на психику игроков
Видеоигры
ИИ изменит телевизоры и телевидение
Искусственный интеллект
Эндрю Ын помог создать ИИ, который выявляет смертельно больных
Медицина будущего
В Швейцарии разработали кирпичи с лучшей в мире теплоизоляцией
Новые материалы
Создана система машинного зрения на основе технологии 1960-х годов
Компьютерное зрение
Alibaba: «Мы никогда не выпустим криптовалюту»
Блокчейн
Кейсы
Google бесплатно подготовит 10 тысяч человек к работе в ИТ
Daimler и BMW начнут продавать автомобили по подписке
Идеи
Умные колонки заменяют пользователям радио, смартфоны и телевизоры
Умные колонки
Обучение иммунной системы поможет при химиотерапии
Медицина
Армения создаст свою Кремниевую долину с упором на блокчейн
Блокчейн
Слишком соленая пища может стать причиной деменции
Биосфера
Велосипеды
Водородные велосипеды попадут на массовый рынок через год-два
Катар стремится стать центром криптовалютного рынка и ICO
Блокчейн