Vino si tu pe pagina de Facebook pentru o stire de stiinta, explicata simplu, in fiecare zi!
Pagina de Facebook!
În fiecare zi, o nouă fotografie din universul nostru fascinant împreună cu o explicaţie scrisă de către un astronom profesionist: Astronomy Picture Of the Day
   
Fizica Povestita

I
Fizica Povestita

Siliciul devine fierbinte din nou

Autor: 7

In numarul din 10 ianuarie al revistei Nature, doua grupuri de cercetatori din California arata, independent, ca si siliciul poate rivaliza cu cele mai bune materiale termoelectrice.

Materialele termoelectrice au proprietatea de a transforma caldura in curent electric. Una din principalele aplicatii ar fi ca sursa de energie alternativa, de exemplu convertirea caldurii de la soare in energie electrica sau, o alta idee des vehiculata, pentru imbunatatirea eficientei centralelor termice unde aproximativ jumatate din caldura produsa se pierde. Pe linga aceste aplicatii strategice, materialele termoelectrice sint tentante pentru a fi folosite ca surse de energie in senzori autonomi care nu mai necesita baterii. Problema care sta in calea acestor aplicatii foarte apetisante stiintific si tehnologic este faptul ca aceste materiale termoelectrice sint destul de particulare, combinatii de elemente rare si care fac ca pretul lor sa fie foarte mare. Pina acum aplicatiiele bazate pe aceste materiale au avut o piata extrem de mica. Care ar fi atunci avantajul siliciului daca ar fi termoelectric? Pentru ca este peste tot pe Pamint si pentru ca se stie extrem de mult despre cum trebuie fabricat.

Un ingredient esential in producerea de energie electrica din caldure este diferenta de temperatura la care este supus materialul termoelectric. Din acest motiv aceste materiale conduc de obicei caldura foarte prost. Siliciul, pe de alta parte, conduce caldura extrem de bine. Asta inseamna ca lipit de o suprafata calda cealalta suprafata devine calda aproape instantaneu. Mai sint si alti parametri care sint importanti cum ar fi resistenta electrica a materialului (numarul de electroni care pot fi folositi pentru curentul electric) sau temperatura. Toti acesti parametri sint adunati intr-o formula din care este calculat un numar ce nu are unitati fizice numit ZT, a carui valoare descrie valoarea termoelectrica a materialului. Materiale tipic termoelectrice, ca BiTe au ZT in jurul lui unu sau putin sub-unitar (0.1 pina la 1). Siliciul are un ZT de 0.01 la temperatura camerei, valoare insignifianta pentru orice aplicatie.

In numarul din 10 ianuarie 2008 al revistei Nature, doua grupuri americane, de la Universitatile Berkeley si Caltech, au aratat ca pot atinge valori pentru ZT de 0.6 la temperatura camerei folosind nano-fire de siliciu, cu diametre de 20 de nanometri (doua sute de atomi). Nano-firele de siliciu nu sunt in momentul de fata foarte greu de fabricat insa valoarea rezultatului este data de faptul ca au putut masura, la aceste distante extrem de mici, energie electrica produsa de temperatura. Pentru a da cititorului o analogie, ceea ce ni se prezinta ca temperatura constanta la nivel macroscopic arata ca un uragan colosal pentru fiinte nano-metrice (o bilionime dintr-un metru), ceea ce duce la variatii locale mari in parametrii de masurat. Fenomenul fizic care face posibil ca, folosind acelasi material, care in mod normal conduce extrem de bine caldura sa devine bun izolator termic si prin asta bun termoelectric, este faptul ca mecanismul de conducere a caldurii prin fononi (oscilatii ale retelei cristaline) este diminuat din cauza dimensiunii reduse.

Desi mai exista detalii stiintifice care trebuie lamurite, avem acum dintr-o data o imbunatatire a termoelectricitatii siliciului de aproape 100 de ori, fapt care face ca acest material pe care ne bazam evolutia technologica, sa devina din �extrem de prost termoelectric � �acceptabil �. Acest lucru este suficient sa garanteze o adevarata �goana dupa aur � intr-un domeniu care nu exista in 2007.

Sursa Originala: Nature. Stire prelucrata de www.stiinta.info.

Abonează-te la newletter:

Caută în site



Formular de contact

Advertisment ad adsense adlogger