محققان دانشگاه منچستر، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، دانشگاه کوچ و دانشگاه صنعتی وین با انجام پروژه‌ای، با چالش کنترل تابش حرارتی مقابله کرده‌اند و یک رویکرد جدید مبتنی بر توپولوژی برای این کار ارائه کردند.
به گزارش پایگاه خبری دنیای برند به نقل از ایسنا، رهبر این تیم توضیح داد که رویکردهای مرسوم برای تنظیم انتشار حرارتی با استفاده از شبه‌مواد هم به دلیل وضوح فضایی محدود ساختارهای مواد زیرموج مورد نیاز و هم به دلیل جذب قوی این مواد در اشعه مادون قرمز با مشکل مواجه می‌شوند. در کار اخیر خود، دانشمندان رویکردی مبتنی بر مفهوم توپولوژی توسعه دادند؛ با تغییر یک پارامتر واحد از یک پوشش چند لایه، آنها توانستند توپولوژی بازتابی سطح را کنترل کنند و نقطه بحرانی بازتاب صفر از نظر توپولوژیکی به دست آید.
مرزهای بین حوزه‌های فضایی زیربحرانی و فوق بحرانی میزبان حالت‌های رابط توپولوژیکی با انتشار حرارتی نزدیک به یک است. این تیم راهی برای ساخت رابطی نشان داده که دو سطح را با ویژگی‌های هندسی متفاوت به هم متصل کرده تا انتشارات حرارتی از هر دو سطح را امکان‌پذیر کند و یک تابشگر حرارتی عالی را ارائه دهد. این بدان معنی است که پلتفرم طراحی شده می‌تواند نور حرارتی را از مناطق انتشاری محدود و تعیین شده با گسیل واحد ساطع کند یا اینکه این پلتفرم قوی‌ترین تشعشعات حرارتی ممکن را امکان‌پذیر می‌کند.
کاسکون کوکاباس از محققان دانشگاه منچستر می‌گوید: ما کلاس جدیدی از دستگاه‌های حرارتی را با استفاده از مفاهیم توپولوژی و بهره‌گیری از فوتونیک ارائه داده‌ایم.
به نقل از ستاد نانو، این کار می‌تواند کاربردهای فوتونیک حرارتی را برای تولید، کنترل و تشخیص انتشار حرارتی بهتر ارتقاء دهد. شاهین اوزدمیر، استاد علوم مهندسی و مکانیک در ایالت پنسیلوانیا، گفت که یکی از کاربردهای این پروژه می‌تواند در ماهواره‌ها باشد. در مواجهه با قرار گرفتن در معرض گرما و نور، ماهواره‌های مجهز به این رابط می‌توانند تشعشعات جذب شده را ساطع کنند. ساخت چنین جاذب ساطع کننده عالی یک چالش بزرگ بوده است.
برای ساخت این رابط، محققان یک لایه بسیار نازک طلا که نور وارد شده را کاملا منعکس می‌کند، با یک لایه پلاتین که به صورت جزئی نور وارد شده را منعکس می‌کند، ترکیب کردند. ضخامت لایه پلاتین در دو بخش مختلف بود و نقش جاذب و نشرکننده را ایفا می‌کند. میان این دو نیز یک دی‌الکتریک شفاف قرار داده شده است. محققان می‌توانند ضخامت لایه پلاتین را در صورت نیاز تنظیم کنند تا شرایط جفت بحرانی را در رابط ایجاد کرده و نور ورودی را به دام بیندازند تا کاملا جذب شود. آنها همچنین می‌توانند سیستم را به گونه‌ای طراحی کنند که جذب و نشر کامل صورت نگیرد.
پایان
