Університет штату Вашингтон використовує лазер як рідинний охолоджувач

Ласкаво просимо до блогу iCover! На думку багатьох, лазер є джерелом концентрованої теплової енергії. Лікарі з Університету Вашингтону демонстрували лазер, який можна використовувати як рідкий охолоджувач в реальних умовах. Ми розповімо про те, що результати фахівців вдалося досягти і які перспективи, на думку групи, за запропонованим методом в нашому сучасному виданні.





Переважна більшість нетренуваної аудиторії сприймає лазерний промінь як спрямований джерело теплової енергії, яка здатна відмінно впоратися з роллю робочого інструменту, засобами інтимізації противника або використання, наприклад, як хірургічний інструмент. Важко уявити, що концентрований лазерний промінь з певними показниками випромінювання в певних умовах може не тільки вирізати і посилити, але і охолонути. Те, що такий ефект можна відтворити не тільки в вакуумі, але і в воді або іншій рідині були доведені в своїх експериментах групою фізиків з Університету Вашингтона під керівництвом Пітера Я. Паузаовського, доцента науки і техніки в Університеті.

Під час експерименту вчені використовували лазер, який утворює випромінювання в інфрачервоній частині спектра. Вода заливається всередині інсталяційної камери і нанокристалом, використовується в якості мішеней і підвішеної води. В результаті лазерного опромінення почав випромінювати мікроскопічний кристал. Особливістю експерименту було те, що енергія, яка видана нанокристалом емісійних фотонів, перевищила поглинану енергію фотонів інфрачервоного випромінювання лазера, що примусило кристал компенсувати отриману енергію дефіциту через енергію теплового руху атомів. Кристал охолоджується, охолоджуючи воду навколо нього. Результатом експерименту було зниження температури води до 2.2oC (36oF).

Щоб точно визначити, що вода охолоджується навколо цілі, інструменти записали позицію тіні нанокристалу. З втратою тепла ціль сповільнили його рух біля точки захоплення в оптичній пастці. Відстеження амплітуди мікросхеми нанокристала, вчені змогли зробити висновок, що це було охолодження. Справа охолодження кристала підтверджена зміна кольору – від сину-зеленого до червоно-зеленого кольору.

На наступному етапі експерименту лазер здатний охолоджувати біологічний розчин, що використовується як середовище для вирощування клітин в молекулярних і генетичних лабораторних експериментах.

Вибір на користь інфрачервоного випромінювання автори експерименту пояснюють, не випадково, оскільки один з можливих застосованих цілей у разі успішних випробувань методу повинен бути біологічними об'єктами (променування інфрачервоного спектру, на відміну від видимих, не викликає клітинного опіку).

У прес-релізі дослідники перераховують багато можливих майбутніх випадків використання для запропонованої технології лазерного охолодження. У мікроелектроніці, наприклад, такий промінь може використовуватися для розфарбовування холодних компонентів комп'ютерних чіпів, які б запобігти їх перегріву і поліпшення обчислювальної продуктивності.

У біології спрямований на охолодження дозування може бути використана для зниження температури частини ділення клітинки для вивчення отриманих хромосомних змін. При зниженні температури інтенсивність біологічних процесів неминуче знижується, що дає науковцям можливість відслідковувати «ретроспективний» всього процесу в зручному інтервалі часу. «Імпортантно, використовуючи випромінювання в нашій пропонованій частині спектра, вам не доведеться охолоджувати всю клітинку, ризикуючи вбити цю крихітну одиницю життя: просто направити балку на бажану площу», - говорить Поізовський.

спрямований лазерний промінь запропонованого спектру випромінювання, за даними вчених, може, при необхідності, охолоджувати навіть одну нейрону і, без пошкодження, зменшити її активність.

Виробництво (зростання) кристалів, які визначають потужність лазера, як відзначають в публікації, досить дорогий. Кристали для лазерів, які використовуються в «охолоджувальних рослинах» групи «Пойзовський» можна отримати «... за допомогою набагато простіше, дешевшого, доступного і, важливо, масштабованої технології синтезу гідротермального синтезу... й

Обмежені можливості групи дозволяють отримати практичне підтвердження методу, що працює тільки нанокристал. У майбутньому вчені вважають, що кількість експериментальних даних буде збільшена через використання декількох, що передбачає використання лазерів більшої потужності.

Практичні можливості технології вражають, але при цьому питання енергоефективності процесу охолодження досить гострий. Це одна з питань, що група все ще працює.

Р

«Ми зацікавлені в ідеях та пропозиціях інших вчених або представників сфери бізнесу», – розповідає Пітер Паузовський, «розширити поле лазерного охолодження рідин з максимальною користю для людства. й

У прес-релізі групи на сайті університету можна знайти короткий звіт про результати проведеної роботи.

Вперше продемонстровано технологію лазерного вакуумного охолодження в Національній лабораторії Лос-Аламос (LANL) 1995 р.

Українська
Шановні читачі, ми завжди раді Вас зустріти на сторінках нашого блогу. Ми готові поділитися з вами останніми новинами, оглядовими статтями та іншими публікаціями та спробуємо зробити все можливе, щоб витрачати час на нас корисним. І, звичайно, не забудьте підписатися на наші стовпчики.

Інші статті та події

• Xiaomi Mi Band. Фітнес територія
• Огляд Meizu M2 Mini: стильний бюджет
• Хороша знижка на преміальні AV ресивери
• Гравець Astell & Kern AK380 з навушниками в подарунок!

Джерело: geektimes.ru/company/icover/blog/265948/