A interação dos elétrons com os fônons leva ao superaquecimento do telefone. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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A interação de elétrons com fônons leva ao superaquecimento do telefone

24.10.2016

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA) estudaram as interações entre partículas em dispositivos digitais móveis modernos - telefones, tablets, laptops, etc. Eles descobriram que a interação de elétrons com partículas térmicas chamadas fônons pode levar à liberação de uma grande quantidade de calor e, às vezes, ao superaquecimento.

Em seus experimentos, os cientistas usaram pulsos de laser precisamente cronometrados para medir a interação entre elétrons e fônons em uma pastilha de silício muito fina. Os pesquisadores descobriram que, à medida que a concentração de elétrons no silício aumenta, eles começam a destruir os fônons e, assim, reduzem sua capacidade de dissipar o calor. "Se os fônons são espalhados por elétrons, eles não são tão bons na remoção de calor. Isso cria um problema que precisamos resolver à medida que os chips ficam menores", disse Liao.

Por outro lado, os cientistas dizem que o mesmo efeito pode ser útil no projeto de geradores termoelétricos que convertem calor diretamente em energia elétrica. Em tais dispositivos, o processo de espalhamento de fônons pode reduzir significativamente a perda de calor, aumentando significativamente sua eficiência.

Curiosamente, os pesquisadores começaram a observar esse efeito no silício, que tinha uma densidade eletrônica de 1019 unidades. por centímetro cúbico - esse número é comparável ou até menor do que em alguns transistores modernos.

"Em nosso estudo, mostramos que isso será um problema muito grande quando a escala dos circuitos ficar menor. Mesmo agora, quando o tamanho dos transistores é de alguns nanômetros, esse efeito começará a aparecer, e precisamos realmente considerá-lo e pensar em como usar ou, inversamente, evitar em dispositivos reais”, observaram os cientistas.

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Fotossíntese para produção de energia 04.09.2018

Os biólogos descobriram uma nova maneira de usar a energia solar para bons propósitos. Ao mudar o mecanismo da fotossíntese nas plantas, eles aprenderam a dividir a água em hidrogênio e oxigênio, liberando energia no processo.

A fotossíntese é o processo de "conversão" da luz solar em energia que as plantas usam. O oxigênio é seu subproduto, formado como resultado da decomposição da água absorvida pela planta. Talvez a fotossíntese seja a reação mais importante para toda a vida na Terra, pois produz quase todo o oxigênio da atmosfera do planeta. O hidrogênio, que também é formado durante a separação da água durante a fotossíntese, tem potencial para ser uma fonte de energia ecologicamente correta e inesgotável.

Uma equipe de pesquisadores liderada por acadêmicos do St John's College da Universidade de Cambridge usou a luz solar para dividir a água em hidrogênio e oxigênio durante um processo de fotossíntese artificial que os cientistas ajustaram com componentes biológicos e novas tecnologias. Com este método, as plantas absorvem mais luz solar do que o normal.

"A fotossíntese natural é ineficiente, pois foi desenvolvida exclusivamente para a sobrevivência das plantas, por isso fornece a energia mínima necessária - apenas 1-2% do que pode potencialmente liberar", comentou Katarzyna Sokol, uma das autoras do trabalho. .

A fotossíntese artificial existe há décadas, mas nunca foi usada com sucesso para criar energia renovável porque depende de catalisadores caros e tóxicos. Pela mesma razão, ninguém tentou usá-lo em nível industrial.

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