Kaks teoreetikut väidavad, et on võimalik ehitada imetilluke Browni liikumisel töötav „külmkapp“. Selle vastuolulise ideega (Browni liikumine teatavasti vähendab jahtumist) tulid välja kaks teoreetilist füüsikut: Chris Van den Broeck Belgiast Hasselti Ülikoolist ning Ryoichi Kawai Alabama Ülikoolist Birminghamis. Sellest molekuli mõõtmetega seadmest saaks maailma väikseim külmik, mida võiks kasutada tulevaste nano-mõõduliste masinate jahutamiseks (Phys. Rev. Lett. 96 210601).
Hiljuti valmistasid Van den Broeck ja Kawai mikroskoopilise
 |
| Kujutus Browni liikumisest |
mootori, mis koosneb ühest ainsast kiraalsest või teisiti öeldesasümmeetrilisest molekulist. Kui see molekul paigutada kahe erineva temperatuuriga mahuti vahele, liigub mootor automaatselt ühes suunas, et õgvendada soojuslikku kõikumist. Sel viisil viib see soojust kõrgema temperatuuriga mahutilt madalama temperatuuriga mahutile.
Oma viimases töös pakuvad uurijad välja, et Browni mootorile võiks rakendada välist jõudu ning panna see tegema vastupidist – viia soojust külmemalt mahutilt soojemale – ja töötada seeläbi külmikuna. Majapidamises kasutatav soojuspump jahutab ruume sarnaselt.
Uurijate teoreetiline „külmkapi“ mudel kasutab kiraalset varrast, millel on lamedad labad (nagu sõudepaadi aerud) ühes otsas ja kiilukujulised labad teises otsas, mis läbib isoleerivad membraani. Kui kiilu ümbritsevatel molekulidel on suurem kineetiline energia kui laba ümbritsevatel, siis hakkab varras tiirlema, viies soojust soojemalt poolelt jahedamale. Kui siis vardale jõudu rakendada, hakkab mootor „tagurpidi“ töötama ning juhib soojust vastupidi.
Sellist kümikut võib kasutada näiteks pooljuht-kiipide jahutamiseks, suunates energiat eemale kiibi keskmest jahutavate portideni, rakendades molekulidele väändejõudu. Samuti võib seda kasutada nano-mõõtmetes masinate mahajahutamiseks. „Nanotehnoloogia areng viib masinad lõpuks mõõtmeteni, kus domineerivad soojuslikud fluktuatsioonid“ väidab Kawai. „Meie Browni masin pigem kasutab ära juhuslikku liikumist, kui võitleb sellele vastu.“
Allikas: http://www.iop.org/News/news_6184.html
Koostas: ALI