http://93.174.130.82/news/shownews.aspx?id=2e23f4dd-75a0-438b-b47c-ca6219b52bc5&print=1© 2024 Российская академия наук
Физики придумали одноэлектронный холодильник
Предложена схема нового микроэлектронного устройства — одноэлектронного холодильника. В нём под действием переменного напряжения электрон перескакивает между сверхпроводником и обычным металлом, на каждом шаге отбирая у металла тепло.
Раскаленные микропроцессоры современных компьютеров могут навести на мысль, что электрический ток неизбежно вызывает нагрев элементов цепи. Однако это не всегда так — уже давно существуют микроэлектронные устройства, например элементы Пельтье, которые охлаждаются при пропускании тока. Эффект Пельтье и другие термоэлектрические эффекты возникают из-за того, что разные металлы по-разному «заполнены» электронами. «Перетекая» из одного металла в другой, электроны могут испытать необходимость в дополнительной энергии, которую они и отбирают у металлов в зоне контакта, что приводит к охлаждению.
Новый виток этих исследований начался одно-два десятилетия назад вместе со стремительной миниатюризацией электроники вплоть до одноэлектронных устройств. На основе многослойных микроустройств, собранных — в различных комбинациях — из слоев сверхпроводника, металла, полупроводника и изолятора, были сконструированы микрорефрижераторы, микротермометры криогенных температур, микрокалориметры.
Стоит добавить, что экспериментальная реализация этой идеи интересна не только с точки зрения достижения низких температур, но и тем, то она позволит изучить свойства вещества в необычных, не встречающихся в природе условиях. Селективное охлаждение только электронного газа позволяет получить вещество с двумя температурами: температура электронного газа в нём будет ниже, чем температура решетки. Было бы интересно проверить, как ведет себя металл в такой ситуации.
***
Растение, гриб и вирус объединились, чтобы втроем противостоять высоким температурам
Растение Dichanthelium lanuginosum прекрасно растет на почве, нагретой до 65°C, но погибает (справа) в тех же условиях, если его лишить симбиотического гриба Curvularia protuberata
Термостойкая трава, растущая на горячих геотермальных почвах в Йеллоустонском национальном парке, обязана своей термоустойчивостью симбиотическому грибу. Ни гриб, ни трава по отдельности не выносят перегрева. Оказалось, что в этом симбиотическом комплексе есть еще и третий необходимый участник — вирус, живущий в клетках гриба. Гриб, «вылеченный» от вируса, теряет способность придавать термоустойчивость растению-хозяину.
Удивительный пример тройного симбиоза описали в последнем номере журнала Science американские биологи, работающие в Йеллоустонском национальном парке (США), где на горячей почве вблизи геотермальных источников произрастает термостойкая трава Dichanthelium lanuginosum, близкая родственница проса. Ранее было установлено, что удивительная устойчивость этого растения к высоким температурам каким-то образом связана с эндофитным (произрастающим в тканях растения) грибом Curvularia protuberata. Если выращивать растение и гриб по отдельности друг от друга, ни тот, ни другой организм не выдерживает длительного нагревания свыше 38°C, однако вместе они прекрасно растут на почве с температурой 65°C. Кроме того, даже в отсутствие теплового стресса растение, зараженное грибом, растет быстрее и лучше переносит засухи.
Источник: elementy.ru