Охлаждение и нагрев — два противоположных свойства различных приборов. Но такое положение дел не стало проблемой для японских исследователей, которые сообщили о создании устройства, использующего квантовые эффекты и способного одновременно генерировать и тепло, и холод.
По заявлению инженеров лаборатории RIKEN, им удалось сконструировать первую в мире многозадачную наномашину, умеющую разом выполнять роль теплового двигателя и холодильника. Устройство основано на квантовых эффектах, регулирующих поведение частиц в мельчайших масштабах, и демонстрирует возможности нанотехнологий в действии.
К примеру, кондиционеры с функцией обогрева работают, соединяя две ёмкости с жидкостью. Сжатие приводит к её нагреву, в то время как при быстром расширении жидкость охлаждается, и прибор работает как тепловой насос, «перекачивающий» тепло или холод из одной точки в другую.
По словам японских исследователей, им удалось попеременно выполнять эти операции в масштабе одного электрона путём изменения его энергетического состояния. Другими словами, при быстром изменении напряжения транзистора он практически мгновенно менял «режим работы» с нагрева на охлаждение и наоборот, не требуя второй «детали насоса». Соответственно такую систему можно использовать как тепловой двигатель и холодильник одновременно.
О перспективах внедрения нового устройства в состав различных приборов и его возможной коммерциализации пока ничего не известно.
