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 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Новая технология позволит редактировать гены клеток мозга
Исследования мозга
МТИ начал выдавать дипломы на блокчейне
Блокчейн-технологии
К концу года мощность солнечной энергетики Китая достигнет 50 ГВт
Тренды
Тим Кук лично ответил поклоннику Mac mini о будущем модели
ИТ-компании
Тренды
Amazon станет первой в мире компанией, которая стоит $1 трлн
Молекулы-самоубийцы могут защитить нас от рака
Борьба с раком
Blue Origin впервые провела огневые испытания своего двигателя BE-4
Частный космос
Уникальная бетонная крыша превращает жилой дом в электростанцию
Солнечная энергетика
Toyota Sora — новый водородный автобус для гостей Олимпийских игр
Транспорт будущего
Ученые создали двумерный «идеальный» транзистор
Новая электроника
Huawei добилась 20 Гбит/с в испытаниях 5G Dual Connectivity
Переход на 5G
Сингапурские ученые делают фотоэлементы из меди, цинка и олова
Энергия солнца
Транспорт будущего
Маск купил еще одну буровую машину и роет тоннель в Вашингтон
В Швеции выбрали место для строительства конкурента Gigafactory
Тренды
Россия получила рекордное количество медалей на World Skills 2017
Кейсы
Эндрю Ын возглавил стартап, разрабатывающий чатбота-психотерапевта
Кейсы
Блокчейн может трансформировать сферу туризма
Блокчейн-технологии
Водоросли помогли улучшить органические солнечные элементы
Солнечная энергия
Veo Robotics переложит тяжелый труд на плечи роботов
Робототехника
Соцпособия будущего
Блокчейн и криптовалюты совершат революцию в БОД
Flare — камера слежения с ИИ для умного дома
Умный дом
Разработана компьютерная память молекулярного уровня
Компьютерная память
5 открытий в сфере гравитационных волн, которые изменили астрофизику
Астрофизика
4 фактора, которые преобразят IoT
Интернет вещей
Синтезирован препарат, эффективно подавляющий ВИЧ
Лечение ВИЧ
«Вертолеты России» покажут электрический конвертоплан в 2019 году
Городская авиация
Идеи
Toyota создала водородный минивэн с дальностью хода 1000 км
Число криптовалютных хедж-фондов перевалило за сотню
Тренды
Тренды
В США стартует первый государственный эксперимент с выплатой БОД
В Китае открыли роботизированную промзону за $300 млн
Промышленная робототехника
В Канаде начали тестировать робомобили на дорогах общего пользования
Беспилотные автомобили
В Шотландии запущена первая плавучая ветровая ферма
Ветровая энергетика
Робот-садовник поливает и защищает растения от вредителей
Робототехника
Виталик Бутерин: «Центробанкам еще далеко до введения криптовалют»
Криптовалюты
Электромопед от Honda станет домашней системой хранения энергии
Электромотоциклы
Eviation обещает запустить авиационный Uber в 2019 году
Электроавиация
Роберт Уразов: «На смену дипломам приходят паспорта навыков»
Тренды
Биосфера
Ученые не могут объяснить резкое сокращение числа летающих насекомых
Китай выпустит 1 млн электромобилей в 2018 году
Электромобили
ИИ от DeepMind стал гроссмейстером по игре го за 3 дня
Искусственный интеллект
Центробанк Бразилии признал биткойн финансовой пирамидой
Криптовалюты
«Мозги» беспилотной системы Apple размещаются на крыше автомобиля
Беспилотный транспорт
Новое открытие приближает появление квантовых компьютеров
Нанотехнологии
В 2018 году Baidu запустит в Китае беспилотный автобус
Беспилотный транспорт
Garmin Speak — умный автонавигатор с Alexa
Умный автомобиль
Daimler показала, на что способны ее беспилотные грузовики
Беспилотный транспорт
Рейтинг лучших
11 главных инженерных инноваций 2017 года
Электробайки Zero станут в 2018 году быстрее, мощнее, выносливее
Транспорт будущего
Samsung хочет подключить всю бытовую технику к IoT
Интернет вещей