مهندسان مرکز پلی تکنیک رنسلر روش جدیدی برای تولید نانومواد پیشرفته ارائه کردند که می‌تواند برای ساخت یخچال‌های با کارایی بالا مناسب باشد. با این نانومواد دیگر نیاز به سیستم خنک کننده و قطعات متحرک جهت ساخت یخچال نیست. اجزاء اصلی این سیستم، مقداری سولفور نانومقیاس و یک آون ماکروویو معمولی است.
تولید نانومواد پیشرفته جهت استفاده در سیستم‌های خنک کننده
مهندسان مرکز پلی تکنیک رنسلر روش جدیدی برای تولید نانومواد پیشرفته ارائه
کردند که می‌تواند برای ساخت یخچال‌های با کارایی بالا مناسب باشد. با این
نانومواد دیگر نیاز به سیستم خنک کننده و قطعات متحرک جهت ساخت یخچال نیست.
اجزاء اصلی این سیستم، مقداری سولفور نانومقیاس و یک آون ماکروویو معمولی
است.
در قلب سیستم‌های خنک کننده حالت جامد، مواد ترموالکتریک وجود دارند که
قادرند الکتریسیته را به دماهای مختلف تبدیل کنند. یخچال‌های ترموالکتریک
بیش از ۲۰ سال است که در بازار یافت می‌شوند اما هنوز کوچک بوده و از
کارایی لازم برخوردار نیستند. یکی از مشکلات این یخچال‌ها این است که مواد
مورد استفاده در آنها بسیار گرانقیمت بوده و تولید انبوه آنها دشوار است.
در مقاله‌ای که اخیرا در نشریه Nature Materialsبه چاپ رسیده است، برای این
مشکلات راه حل‌هایی ارائه شده و مسیر تازه‌ای برای تولید یخچال‌های حالت
جامد کارا و ارزان قیمت که کارایی بالایی دارند، بازشده است.
در این پروژه به‌طور عمدی مواد نانوساختار ترموالکتریک با مقادیری سولفور ترکیب شده
است. مواد تقویت شده برای چند دقیقه درون یک آون معمولی قرار داده می‌شود. با اعمال
فشار و دما، ابعاد محصول به‌دست آمده به اندازه دانه نخود درآمده که دارای خواص
بسیار بهتری نسبت به مواد ترموالکتریک موجود در بازار خواهند بود. از مزیت دیگر این
روش آن است که نسبت به روش‌های موجود، ساده‌تر، سریع‌تر و ارزان‌تر است.
رامانات، از محققان این پروژه، می‌گوید که ما نه تنها یک روش جدید ارائه کرده‌ایم
بلکه، دسته جدیدی از مواد ترموالکتریک را تولیده کردیم که دارای خواص فوق العاده‌ای
است. این یافته می‌تواند به‌صورت فناوری در تولید یخچال‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
محققان در این پروژه موفق شدند که سه پارامتر مختلف، هدایت الکتریکی، گرمایی و ضریب
سیبک را به‌صورت جداگانه تحت کنترل درآورند. معمولا این پارامترها به یکدیگر مرتبط
هستند و تغییردر یکی منجر به تغییر در دو پارامتر دیگر می‌شود اما در این تحقیق با
تقویت ماده، این وابستگی پارامترها به‌حداقل می‌رسد. با این کار پارامتر لیاقت ( ZT
) به‌حدکثر خود رسیده به‌طوری که مقدار آن به ۱ تا ۱٫۱ می‌رسد. این گروه تحقیقاتی
امیدوار است که بتواند این پارامتر را باز هم افزایش دهد. از دیگر جنبه‌های مهم این
پروژه آن است که می‌توان هر دو نوع نانوماده ترموالکتریک نوع n و p را با پارامتر
لیاقت بالا تولید کرد.
