Představte si, že byste mohli přikázat teplu, aby teklo jen jedním směrem a zpátky se už nevrátilo. Po celých 160 let nám fyzika tvrdila, že je to v běžných podmínkách nemožné, ale mezinárodní tým vědců právě toto pravidlo „rozbil“. Tento objev může totálně změnit způsob, jakým nabíjíme telefony nebo jak efektivně topíme v našich bytech během české zimy.
Proč nás stará fyzika držela v šachu
Doposud platil takzvaný Kirchhoffův zákon tepelného vyzařování. Ten v podstatě říká, že jak dobře těleso teplo přijímá, tak dobře ho musí i vyzařovat. Je to taková tepelná spravedlnost, která je ale pro moderní technologie noční můrou. V praxi to znamená, že se nám nedaří efektivně izolovat teplo tam, kde ho potřebujeme.
Vědci z Ósacké univerzity však přišli na to, jak tuto „reciprocitu“ přerušit. Použili k tomu trik, který připomíná technologii z vašich starých vypalovacích DVD.:
- Využili speciální slitinu germanování, antimonu a telluru (Ge2Sb2Te5).
- Vytvořili takzvanou „metamřížku“, která dokáže zachytit světlo a teplo.
- Pomocí magnetického pole pak doslova přepínají směr vyzařování.
Teplo s vlastní pamětí
V mých dřívějších textech o technologiích jsem často narážel na to, že největším nepřítelem výkonu je přehřívání. Ale tady se děje něco fascinujícího: tento nový systém má „paměť“. I když vypnete napájení, zařízení si pamatuje svůj stav. Je to v podstatě fotonická paměť, která k ukládání informací místo elektřiny používá teplo a světlo.
Zajímavé články:
V čem je ten hlavní vtip? Celý proces je ovladatelný pouhou změnou úhlu dopadajícího světla nebo intenzitou magnetického pole. Je to jako mít doma termostat, který neřeší jen teplotu, ale přímo určuje, kudy se každý jeden foton tepla vydá.
Co to znamená pro nás v praxi?
Možná si říkáte, proč by vás to mělo zajímat při nákupu v Alze nebo Mallu za pár let. Tady je několik konkrétních dopadů:
- Chytřejší senzory: Infračervená čidla, která uvidí i to, co dnes přístroje přehlédnou.
- Nová éra čipů: Procesory v počítačích se nebudou muset tak drasticky chladit, protože teplo bude „odvedeno“ přesně tam, kam chceme.
- Energetická úspora: Solární panely nebo ohřívače, které neztrácejí energii zpětným vyzařováním do okolí.
Vědci svůj systém přirovnávají k elektrickým obvodům. Zatímco v elektronice ovládáme tok elektronů, oni se naučili ovládat tok tepelného záření. Je to, jako byste místo klasického potrubí na vodu měli potrubí, kterému můžete v reálném čase měnit tvar i propustnost pouhou myšlenkou.
Zatím jsme ve fázi matematických modelů a prvních laboratorních testů, ale cesta k čipům nové generace je otevřená. Dokážete si představit, že by váš příští smartphone vydržel týden nabitý jen díky tomu, že efektivně recykluje vlastní odpadní teplo? Napište mi do komentářů, která technologie vás v poslední době překvapila více.
