211service.com
Warmtediode maakt de weg vrij voor thermische computers
Er is geen ontkomen aan de verraderlijke effecten van warmte in microchips. Maar er kan nu een manier zijn om het te beheersen. Wataru Kobayashi van de Waseda University in Japan en een paar vrienden hebben een gelijkrichter gebouwd waarmee een warmtestroom in de ene richting kan reizen, maar niet in de andere.
Al geruime tijd hebben onderzoekers voorspeld dat thermische gelijkrichters mogelijk zouden zijn met materialen met thermische geleidbaarheid die verandert met de temperatuur. De kunst is om een materiaal te vinden met een hoge thermische geleidbaarheid bij lage temperaturen en een lage thermische geleidbaarheid bij hoge temperaturen, en dit vervolgens te combineren met een materiaal met precies het tegenovergestelde kenmerk.
Kobayashi en co vonden precies zo'n match in twee soorten perovskiet-kobaltoxiden (LaCoO3 en La0.7Sr0.3CoO3). Aan elkaar gelijmd, vormen ze een diode-achtig apparaat dat een warmtestroom in de ene richting laat passeren, maar niet in de andere.
Dat is indrukwekkend, want het is de eerste keer dat iemand warmterectificatie in een stortgoed heeft aangetoond (het is gedaan met individuele elektronen in supergeleiders en in enkele nanobuisjes).
Een voor de hand liggende toepassing is in koellichamen voor microchips, maar er zijn enkele belangrijke verbeteringen nodig om het soort warmtestromen te dragen.
Maar Kobayashi en co hebben een grotere prooi in gedachten. Ze zeggen: Dankzij de regelbaarheid van de warmtestroom kan de thermische gelijkrichter worden gebruikt voor toekomstige praktische toepassingen, zoals een thermische transistor, thermische logische poorten en een thermisch geheugen.
Wat ze niet zeggen, is hoe thermische informatieverwerking kan worden gebruikt. Vermoedelijk op plaatsen waar elektriciteit moeilijk verkrijgbaar is en waar anders overtollige warmte verloren zou gaan. Denken petje op.
Referentie: arxiv.org/abs/0910.1153 : Een oxide thermische gelijkrichter