A hő és az elektromosság kölcsönhatásának tudományos ismerete és vizsgálata a 19. századra nyúlik vissza. A tudósok akkoriban csak feltételezni tudták – bizonyítani viszont nem –, hogy létezik egy úgynevezett transzverzális Thomson-hatás. A kutatóknak azóta sem sikerült a tézist kísérletekkel alátámasztani, egészen mostanáig: Japán kutatóknak elsőként sikerült megfigyelniük a transzverzális Thomson-hatást – egy termoelektromos jelenséget, amely lehetővé teszi a fűtési és hűtési áramlások irányának szabályozását a mágneses tér irányának megváltoztatásával.
Hogy mindennek mi a haszna? A felfedezés segítségével egy olyan eszközt is létre lehet hozni, ami aktívan képes váltani egy adott terület hűtése és fűtése között mindössze a mágneses mező megváltoztatásával – ahelyett, hogy külön hűtő- és fűtő egységekre lenne szükség. Ugyan vannak már ilyen készülékek, mint például a Peltier-hűtő, ám ott az áram folyásának irányát kell megváltoztatni, ami jóval komplexebb eszközt jelent – írja az Interesting Engineering.
A Nature Physics című tudományos folyóiratban megjelent publikáció szerzői, a Tokiói Egyetem és a Nagojai Egyetem tudósai arról írnak, hogy a kísérletek során sikerült feltárni a hagyományos és a transzverzális Thomson-effektusok közötti lényeges különbséget.
Bár a munkát több dolog is hátráltatta, a kutatóknak sikerült előrelépést elérniük azzal, hogy egy félfémes, bizmut- és antimon alapú vezetőt használtak, ami részben magyarázza, miért nem sikerült korábban bebizonyítani a jelenség létezését. A szakemberek szerint azért esett erre az anyagra a választás, mert szobahőmérsékleten erős Nernst-effektust mutatott. A Nernst-effektus az a termoelektromos fizikai jelenség, amikor hő áramlik egy fémből készült csíkban, amit rá ha merőleges mágneses térbe helyeznek, akkor elektromos feszültség-különbség keletkezik az élek között.
A kutatók egy Bi88Sb12 lemezkén figyelték meg a melegedést és a lehűlést úgy, hogy az elektromos áram és a mágneses mező egymásra merőleges volt. A kutatók infravörös kamerát használta, hogy megfigyeljék az anyag hőmérsékleti változásait. Azt találták, hogy a mágneses tér irányának változtatásával válthatnak a fűtés és a hűtés között. Az eredmény meglepte a kutatókat, ez ugyanis azt jelenti, hogy a jövőben javítani lehet a transzverzális termoelektromos hűtőberendezések teljesítményét.
A kutatók most további anyagokat keresnek, amelyekkel előidézhető a fenti jelenség.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
