Материалын шинжлэх ухааны салбар дахь өөрчлөлтийн нээлтүүдийн ачаар шинэ термоэлектрик материалыг хамгийн сүүлийн үеийн салбарт хэрэглэх нь хурдацтай хөгжиж байна. Уян хатан байдал болон жижигрүүлэлтийн синергетик интеграцчилал нь термоэлектрик хөргөлтийн технологийг уламжлалт хатуу архитектурын хязгаарлалтаас чөлөөлж, улмаар олон өндөр технологийн салбарт шинэ хэрэглээний хил хязгаарыг нээж өгсөн нь анхаарал татаж байна.
Уян хатан электрон арьс ба эрүүл мэндийн хэрэглээ
Висмут теллурид (Bi₂Te₃) дээр суурилсан композит болон мөнгөний халькогенид зэрэг органик бус уян хатан термоэлектрик материалууд гарч ирсэн нь өндөр термоэлектрик гүйцэтгэл ба механик деформацийн хоорондох удаан хугацааны тэнцвэрийг даван туулсан.
Микро хэмжээний халуун цэгийн бууралт: Хэт нимгэн Bi₂Te₃ дээр суурилсан термоэлектрик хөргөгч, термоэлектрик хөргөлтийн модулиуд (Пелтье модулиуд) нь хамгийн бага оролтын гүйдэл (жишээ нь, 84 мА) дор 10 °C-аас дээш температурыг бууруулж, ойролцоогоор 25 μs дулааны хариу үйлдэл үзүүлэх онцгой хурдан хугацаатай. Энэ нь өндөр чадлын нягтралтай интеграл хэлхээний нарийн, орон нутгийн дулааны менежментийг бий болгож, улмаар чипийн найдвартай байдал, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Зүүж болдог болон суулгаж болдог эмнэлгийн хэрэгсэл: Биологийн эд эсэд электрон арьстай адил наалддаг тул уян хатан термоэлектрик төхөөрөмж болох пелтье төхөөрөмж (термоэлектрик модулиуд) нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг: (i) бие-хүрээлэн буй орчны градиентээс дулааны энергийг цуглуулж, хэт бага чадлын биоанагаахын мэдрэгчийг (жишээлбэл, тасралтгүй зүрхний цохилтын хэмжигч) ажиллуулах; болон (ii) орон нутгийн үрэвслийг эрт илрүүлэх, захын цусны эргэлтийн гажигийг үнэлэх, мэдрэлийн интерфэйс болон тархи-компьютерийн интерфэйс зэрэг дараагийн үеийн суулгаж болдог төхөөрөмжүүдэд идэвхтэй дулааны зохицуулалт хийх зорилгоор өндөр нарийвчлалтай, орон зайн хувьд тодорхойлогдсон дулааны мэдрэгчийг идэвхжүүлэх.
Хэт туйлын орчин ба сансрын системүүд
Гурав дахь үеийн өргөн зурвасын завсартай хагас дамжуулагчид, ялангуяа цахиурын карбид (SiC) болон галлийн нитрид (GaN)-ийн үйлдвэрлэлийн төлөвшил нь хагас дамжуулагч төхөөрөмж, термоэлектрик модулиуд, TEC модулиудын (Пелтиер модулиуд) ашиглалтын хүрээг эрс тэс нөхцөлд аажмаар тэлж байна.
Өндөр температур мэдрэгч ба дулааны хяналт: SiC болон GaN-ийн дотоод өндөр эвдрэлийн хүчдэл, онцгой дулааны тогтвортой байдал, цацрагийн тэсвэрлэлт нь агаарын сансрын тавцан, өндөр температурт үйлдвэрлэлийн процессын хяналт зэрэг чухал орчинд температур мэдрэгч болон идэвхтэй дулааны хяналтын системийг найдвартай ажиллуулах боломжийг олгодог бөгөөд эдгээр орчинд нарийвчлал, найдвартай байдал, урт наслалт хамгийн чухал юм.
Ухаалаг робот техник ба хүрэлцэх мэдрэмж
Материалын инноваци нь дулааны менежментээс гадна уян хатан электроникийн цогц дэвшлийг дэмжихэд чиглэгддэг. Жишээлбэл, судлаачид хэт нимгэн, механикаар зохицсон хоёр хэмжээст хагас дамжуулагч (жишээ нь, молибдений дисульфид) ашиглан идэвхтэй матрицын хүрэлцэхүйн мэдрэгчийг бүтээсэн. Зөөлөн робот атгагч дээр нэгтгэхэд энэхүү мэдрэгч нь хүний арьсан дээрх агаарын урсгалын зөөлөн хүчтэй тэнцэхүйц миллипаскалаас доош түвшний даралтын өдөөлтийг илрүүлдэг бөгөөд ингэснээр машинуудад хүнийхтэй төстэй хүрэлцэхүйн хурц мэдрэмжийг өгдөг. Ийм өндөр нарийвчлалтай хүрэлцэхүйн мэдрэмжийг дасан зохицох дулааны хяналттай хослуулсан нь ирээдүйн биомиметик, бие даасан робот системүүдийн суурь техник хангамжийн платформыг бий болгодог.
Аж үйлдвэрийн орчуулга ба дотоодын технологийн бүрэн эрхт байдал
Дотооддоо судалгааны байгууллагууд болон салбарын оролцогч талуудын хамтын хүчин чармайлт нь лабораторийн хэмжээний материалын инновацийг арилжааны хувьд ашигтай бүтээгдэхүүн болгон хувиргахыг хурдасгаж байна. Үүний нэг жишээ бол Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Шанхайн Керамикийн Институт бөгөөд хуванцар органик бус термоэлектрикийн олон патентыг лицензээр авсан бөгөөд эдгээр нь оптик модулийн дулааны тогтворжуулалт, дэвшилтэт чип түвшний дулаан тархалт, өөрөө ажилладаг микро мэдрэгчийн хэрэглээнд тэдгээрийг нэвтрүүлэхэд хөнгөвчилдөг. Эдгээр хөгжил нь Хятад улс дэвшилтэт хагас дамжуулагч материалын технологийн бие даасан байдал руу чиглэсэн ахиц дэвшил гаргаж, гадаадын хангамжийн сүлжээнээс хамаарлыг бууруулж, стратегийн инновацийн дотоодын чадавхийг бэхжүүлж байгааг харуулж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 6-р сарын 4
