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Bombillas incandescentes a nanoescala – Calendae

Hola de nuevo. Te habla Jordi Oriol y esta vez te voy a hablar sobre Bombillas incandescentes a nanoescala – Calendae

Utilizando pequeñas matrices de nanotubos de carbono, un equipo de investigadores de la Universidad de Rice diseñó una fuente de luz incandescente a nanoescala que podría sintonizarse para emitir con precisión a una longitud de onda específica, en función de la configuración de los materiales.

La llamada nanoescala Los emisores térmicos descritos en un artículo titulado «Emisores térmicos selectivos no hermitianos que utilizan resonadores semiconductores de metales híbridos» publicado en la revista Advanced Materials combinan varios fenómenos conocidos en un solo sistema que transforma el calor en luz.

Según la investigación, el sistema es altamente configurable para entregar luz con propiedades específicas y en la longitud de onda deseada. La investigación es el resultado de una técnica reciente desarrollada por el laboratorio, utilizando carbono nanotubos canalizar el calor de la radiación del infrarrojo medio para mejorar la eficiencia de los sistemas de energía solar.

Una imagen de microscopio electrónico muestra una serie de emisores de luz térmica creados por ingenieros de la Universidad de Rice. Los emisores son capaces de proporcionar térmicas altamente configurables.
ligero. Crédito: Laboratorio Naik / Universidad Rice.

Aquí, la configuración de diseño único convierte el calor en luz y es altamente configurable.

«El artículo anterior trataba sobre cómo hacer que las células solares fueran más eficientes», explicó Gururaj Naik, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería Brown de Rice. “Esta vez, el gran avance está más en la ciencia que en la aplicación. Básicamente, nuestro objetivo era construir una fuente de luz térmica a nanoescala con propiedades específicas, como emitir a una determinada longitud de onda o emitir estados de luz térmica extremadamente brillantes o nuevos.

«Anteriormente, la gente pensaba en una fuente de luz como un elemento único y trataba de aprovecharla al máximo», dijo. “Pero descompongamos la fuente en muchos elementos pequeños. Juntamos los subelementos de tal manera que interactúen entre sí. Un elemento puede dar brillo; el siguiente elemento podría ajustarse para proporcionar especificidad de longitud de onda. Compartimos la carga entre muchos partidos pequeños «.

«La idea es apoyarse en el comportamiento colectivo, no solo en un solo elemento», Naik Ella dijo. «Romper el filamento en muchas piezas nos da más grados de libertad para diseñar la funcionalidad».

El sistema se basa en la física no hermitiana, una forma mecánica cuántica de describir sistemas «abiertos» que disipan energía, en este caso calor, en lugar de retenerla. En sus experimentos, Naik y estudiante de posgrado Chloe Doiron combinó dos tipos de osciladores pasivos a nanoescala que se acoplan electromagnéticamente cuando se calientan a aprox. 700ºC. Cuando el oscilador de metal emite luz térmica, activa el disco de silicio emparejado para almacenar la luz y liberarla de la manera que desee.

La salida del resonador emisor de luz se puede controlar amortiguando el resonador con pérdida o controlando el nivel de acoplamiento a través de un tercer elemento entre los resonadores. “Los semiconductores le brindan alta selectividad pero bajo brillo, mientras que los metales brindan una emisión muy brillante pero baja selectividad. Simplemente combinando estos elementos, podemos obtener lo mejor de ambos mundos ”, explica Doiron.

«El impacto científico potencial es que podemos hacer esto no solo con dos elementos, sino con muchos más», dijo Naik. «La física no cambiaría». Aunque las bombillas incandescentes comerciales han sido reemplazadas por LED para iluminación, las lámparas incandescentes siguen siendo el único medio práctico de producir luz infrarroja, que se requiere para muchas aplicaciones de detección y detección.

«Lo que hemos creado es una nueva forma de construir fuentes de luz que sean brillantes, direccionales y emitan luz en estados y longitudes de onda específicos, incluido el infrarrojo».

Otra aplicación potencial de estas fuentes de luz altamente selectivas podría ser el diseño de interruptores nano-ópticos unidireccionales para computadoras ópticas. Los emisores térmicos a nanoescala podrían enviar luz en una dirección específica, sin que nadie regrese, actuando como un diodo de luz en lugar de electricidad.

Universidad de Rice – www.rice.edu

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