محققان دانشگاه پوردو با استفاده از شبیه‌سازی نشان دادند که می‌توان از ساختار مثلثی شکل از جنس گرافن برای یکسوسازی جریان گرمایی استفاده کرد.
امکان یکسوسازی جریان گرمایی با گرافن
محققان موفق به طراحی سیستمی شدند که ممکن است بتواند خروج جریان گرمایی را از ادوات الکترونیکی کنترل کند. این سیستم می‌تواند کاربردهای متعددی در حوزه‌های مختلف از الکترونیک گرفته تا نساجی داشته باشد.
طرحی که محققان ارائه کردند دارای ساختار مثلثی شکل بوده که با آن می‌تواند پدیده‌های مکانیک کوانتومی و فونون‌ها را کنترل کند. در این طرح نشان داده شده که چگونه امواج می‌توانند از میان مواد دارای ساختار بلوری حرکت کند.
محققان این پروژه با انجام شبیه‌سازی نشان دادند که ساختار مثلثی شکل اگر ابعادشان از حدی کوچکتر باشد می‌توانند جریان گرمایی را یکسوسازی کنند بنابراین با استفاده از آن می‌توان حرکت جریان گرمایی را جهت‌دهی کرد و به جای پخش شدن گرما در تمام جهات، آن را به یک سو هدایت نمود. یکسوسازی در صنعت الکترونیک و نیمه‌هادی موجب پدید آمدن ترانزیستورها، دیودها و حافظه‌ها شده‌است. در این طراحی جدید نیز جریان گرمایی یکسوسازی می‌شود که از این پدیده می‌توان همانند ترانزیستورها و دیودها استفاده کرد با این تفاوت که به جای جریان الکتریکی از جریان گرمایی استفاده می‌شود.
روان از دانشگاه پوردو می‌گوید: در بیشتر سیستم‌ها، جریان گرمایی به‌صورت یکسان در تمام جهات حرکت می‌کند؛ بنابراین برای یکسوسازی گرما، دستگاهی نظیر دیودهای الکتریکی ساخته نشده‌است. اگر ما بتوانیم جریان گرمایی را جهت‌دهی کنیم آنگاه قادر به ساخت دستگاه‌های متعدد جدیدی می‌شویم که از آن جمله می‌توان به سوئیچ‌های گرمایی، ترانزیستورهای گرمایی، دروازه‌های منطقی و حافظه‌های جدید اشاره کرد. در حال حاضر ما روی درک این پدیده کار می‌کنیم و هنوز وارد حوزه کاربرد آن نشده‌ایم.
این گروه تحقیقاتی از یک روش شبیه‌سازی پیشرفته موسوم به دینامیک مولکولی برای یکسوسازی گرما استفاده کردند. در این پژوهش روی نانوروبان‌های گرافنی نامتقارن کار شده تا بتوان ازآنها برای یکسوسازی استفاده کرد.
نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که یکسوسازی تنها محدود به گرافن نمی‌شود بلکه در مواد دیگر نیز می‌تواند وجود داشته باشد همچنین در ساختارهای هرمی و T شکل نیز این پدیده می‌تواند دیده شود.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
