MIT eesmärk on valguse aeglustamine energia tootmiseks

Ajakirja Nano Letters kaudu avaldatud MIT-i teadlaste töö kirjeldab, kuidas uut metamaterjali saaks kasutada valguse aeglustamiseks ja seeläbi energia tootmiseks. Leiutis võib olla aluseks uue põlvkonna päikesepatareide, lampide ja soojusest elektrit tootvate seadmete loomisele.

Uudsus koosneb eriti peentest nanotehnoloogilistest ainetest, millel on omadused, mida looduslikult kusagil ei leidu. Kuna selle loomise protsess hõlmab isegi selle aatomite organiseerimist, saavad teadlased konfigureerida selle töötama valgusega üsna erinevalt kui tavaliselt.

Projekti juhtiva autori Nicholas X. Fangi sõnul suutis rahvusvaheline teadlaste meeskond aeglustada valgust kuni sajandikuni selle tavapärasest vaakumkiirusest, muutes selle hõlpsamaks uue materjali sees lõksu. "Kui midagi läheb liiga kiiresti, on seda raske tabada, " ütles uurija. "Siis aeglustame seda, et seda oleks hõlpsam imendada, " lisab ta.

Mitmekesised kommunaalkulud

MIT väidab, et kuigi nanomaterjalide abil on valguse neeldumise parandamiseks tehtud palju uuringuid, on enamikul neist palju piiranguid lainepikkustele ja langemisnurkadele, millega need korralikult töötavad. Selle probleemi lahendamiseks on Fangi meeskond välja töötanud kiilukujulise harjasmustri, mis suudab valgust hõivata ja aeglustada, mis praktiliselt kõrvaldab need probleemid.

Leiutist võib kasutada ka konkreetsete lainepikkuste, nagu näiteks mikrolainete ja terahertside sageduste elektromagnetilise kiirguse hõivamise või emiteerimise viisina. See võimaldab seda kasutada soojusenergiat tootvate seadmete alusena, mis võimaldaks luua lampe, mis tarbivad ainult murdosa praegu saadaval olevate võimaluste elektrienergiast.

Suur tulevikupotentsiaal

Metamaterjalide üks peamisi eeliseid on asjaolu, et neil on potentsiaal muutuda üsna odavateks. Kuna need on äärmiselt õhukesed, peate nende valmistamiseks kasutama väga vähe materjali. Lisaks saaks paljusid praegu suurtes ettevõtetes saadaolevaid masinaid kasutada ilma vajaduseta kohanemisprotsessiks.

Töö on väga varases arenguetapis: meeskonna töö kirjeldab ainult esimesi meeskonna teostatud arvutisimulatsioone. Teadlaste meeskond töötab praegu laboratoorsete katsetega, mis kinnitavad nende tulemusi. Sellega peaks veel suhteliselt kaua aega minema, enne kui uudised saavad osaks meie igapäevaelust.