全球最小的「冰箱」體積僅為1立方微米:卻能瞬間令物體變冷

9月23日消息,據國外媒體報道,世界上最小的冰箱有多小,能放進去一個蘋果嗎?在追求越大越好的時代,有人卻別出心裁,研發出體積僅有1立方微米的超Mini「冰箱」。

來自加利福尼亞大學洛杉磯分校(UCLA)的科學家通過對具有數十年歷史的熱電技術進行革新,開發出一種微型製冷裝置,他們將之戲稱為「全球最小的冰箱」。

當然,在炎炎夏日,這個特殊的「冰箱」可放不下吃剩的食物或啤酒,但研究小組希望藉助這個納米級的設備為跳板,開發出幾乎能瞬間冷卻物體的先進系統。

據報道,UCLA團隊開發的微型製冷裝置涉及兩種半導體材料:碲化鉍和銻-碲化鉍。通過在這些材料上貼上普通的透明膠帶,然後將其剝落,科學家們就能夠獲得用於製造熱電器件的單晶片,這些薄片的厚度僅為100納米,約為1千萬分之一米。

全球最小的「冰箱」體積僅為1立方微米:卻能瞬間令物體變冷
微型冷卻器的兩種半導體在中間的黑暗區域重疊,這裡就是熱電冷卻效應發生的地方

這個小小的「冰箱」絕不僅僅是一個噱頭。熱電冷卻設備的優點包括可靠性高並且體積極小,但遺憾的是,這些設備目前還不能產生足夠的電力,也不能令大型物體保持足夠的溫度。

然而,通過對這種納米級製冷裝置的進一步研究,該團隊希望能更好地理解其中的物理原理,然後將這些經驗應用於更大型設備的開發。

他們想從這個超Mini「冰箱」中借來的一個訣竅是其獨特的幾乎瞬間產生冷卻效果的能力。

全球最小的「冰箱」體積僅為1立方微米:卻能瞬間令物體變冷
在這個微型冰箱兩種半導體材料重疊的地方,可以看到露珠(圓形)的形成,作為其冷卻效果的證據

領導該研究小組的UCLA物理學教授克里斯·里甘(Chris Regan)指出,納米級冰箱的體積如此之小,使得它的運行速度比體積為1毫米立方的冰箱快數百萬倍,這後者已經比現有冰箱的製冷速度快了數百萬倍。

一旦弄清楚熱電製冷裝置如何在原子和接近原子的水平上工作,該團隊就可以將尺寸擴大到宏觀層面,這將帶來巨大的回報。

這項研究發表在ACS Nano雜誌上。

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