Manyeto-optik malzemeler, bilim insanlarının termal enerjiyi kontrol etme biçiminde yepyeni bir dönem başlatıyor. Geleneksel malzemeler ısıyı emme ve yayma süreçlerini birbirinden ayırmıyor. Bir yüzey ısıyı belirli bir yönden verimli bir şekilde emiyorsa aynı şekilde yayıyor. Uzmanlar bu uzun süredir devam eden ilkeyi karşılıklılık olarak adlandırıyor. Bu ilke araştırmacıların termal enerjiyi bağımsız olarak kontrol etmesini zorlaştırıyor. Mühendisler bu iki süreci ayırarak ısıyı çok daha hassas bir şekilde yönlendiriyor. Bir malzeme termal enerjiyi bir yönden emerken başka bir yönde serbest bırakıyor. Bu durum termal yönetimi, enerji dönüşümünü ve kızılötesi algılamayı büyük ölçüde geliştiriyor. Uluslararası bir araştırma ekibi bu sınırlamayı tamamen aşmak için yeni bir cihaz geliştirdi.
Manyeto-optik Malzemeler Isı Radyasyonunu Yönlendiriyor
Araştırmacılar projede özel yapıdaki malzemeleri kullandı. Bu malzemeler manyetik bir alana girdiklerinde ışıkla etkileşim biçimlerini hızla değiştiriyor. Bu durum onların termal davranışlarını baştan aşağı değiştirmeyi mümkün kılıyor. Ekipler çalışmada ilgili malzemeyi GST isimli bir faz değişim maddesiyle eşleştirdi. Ortaya çıkan cihaz ısının yayılma yönünü başarıyla kontrol ediyor. Ayrıca cihaz bu davranışı açıp kapatıyor. Sistem güç kapandıktan sonra bile yapılandırmasını korumayı sürdürüyor. Cihaz ısının bir bilgisayar çipindeki veriler gibi programlanmasını sağlıyor.
Projede görevli bir araştırmacı bu gelişmeyi şöyle açıklıyor:
“Isı radyasyonunun daha ‘akıllıca’ davranmasını sağladık. Bu yetenekleri çalışan bir modelde elde etmek yeni nesil teknolojilerin kapısını aralıyor. Bu teknolojiler verimli kızılötesi yayıcıları, termal enerji cihazlarını, sensörleri ve fotonik bellek sistemlerini içeriyor.”
Geleneksel Tasarımlardan Üstün Performans
Ekip, cihazın ışığın geliş yönüne bağlı olarak farklı tepkiler verdiğini buldu. Işık cihaza neredeyse dik vurduğunda bile sistem bu farklı tepkiyi sürdürüyor. Önceki teknolojiler benzer etkileri elde etmek için ışığın malzemeye çok dik açılarla çarpmasını gerektiriyordu. Bu durum, normal geliş açısına kıyasla emilim ve radyasyon verimliliğini büyük ölçüde düşürüyordu. Yeni tasarım önceki sistemlerin diğer eksikliklerini de başarılı bir şekilde gideriyor. Eski cihazlar açık ve kapalı durumları arasında tutarsız geçişler üretiyordu. Ayrıca sistemler güç kesildiğinde depoladıkları yapılandırmayı anında kaybediyordu. Bunun aksine yeni malzeme hafızasını korurken durumları güvenilir bir şekilde değiştiriyor. Bu özellik cihazı gelecekteki uygulamalar için çok daha pratik hale getiriyor.
Programlanabilir Termal Sistemlere Doğru
Araştırmacılar bu teknolojiyi alandaki en önemli adımlardan biri olarak görüyor. Uzmanlar ısıyı tıpkı elektronik devrelerin elektriği kontrol ettiği hassasiyetle yöneten sistemler geliştirmeyi hedefliyor.
Araştırmayı yöneten fizik profesörü nihai hedeflerini şu sözlerle paylaşıyor:
“Nihai hedefimiz, tıpkı elektronik devrelerin elektrik akışını kontrol etmesi gibi, ısı radyasyonunu aktif olarak kontrol eden kompakt cihazlar geliştirmek. Mühendisler bu tür cihazları daha akıllı kızılötesi sensörlerde ve daha verimli enerji sistemlerinde kullanabilir. Ayrıca bu cihazlar bilgiyi elektrik yükleri yerine ışık ve ısı kullanarak depolayan yeni tür fotonik belleklerin temelini oluşturabilir.”
Haberi Derleyen: Dilara SİPAHİ
KAYNAKÇA: