Los físicos de la Universidad de Washington usaron un láser como enfriador de líquidos.
¡Bienvenido a las páginas del blog de iCover ! En opinión de muchos, un láser es solo una fuente de energía térmica concentrada. Los físicos de la Universidad de Washington, que han demostrado un láser que se puede usar como enfriador de líquidos en condiciones reales, están tratando de disipar este concepto erróneo. Sobre el resultado que los especialistas lograron y qué perspectivas, según el grupo, rompen el método propuesto, lo diremos en nuestra publicación de hoy.
La gran mayoría de la audiencia no preparada percibe el rayo láser como una fuente dirigida de energía térmica, que es capaz de hacer frente perfectamente al papel de una herramienta de trabajo, un medio para intimidar al enemigo o utilizado, por ejemplo, como una herramienta quirúrgica. Es más difícil imaginar que un rayo láser concentrado con ciertos parámetros de radiación bajo ciertas condiciones no solo pueda cortar e incinerar, sino también enfriarlo. El hecho de que un efecto similar puede reproducirse no solo en el vacío, sino también en agua u otro líquido, fue demostrado en sus experimentos por un grupo de físicos de la Universidad de Washington dirigido por Peter J. Pauzauskie , profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la universidad.Durante el experimento, los científicos utilizaron un láser que forma radiación en la parte infrarroja del espectro. Se vertió agua dentro de la cámara de instalación y se usó un nanocristal, que se usó como objetivo y se suspendió en agua. Como resultado de la irradiación con un rayo láser, el cristal microscópico comenzó a emitir. La especificidad del experimento fue que la energía emitida por el nanocristal emitido por el nanocristal excedía la energía fotónica absorbida de la radiación láser infrarroja, lo que obligó al cristal a compensar el déficit de energía debido a la energía del movimiento térmico de los átomos. El cristal se enfrió, mientras se enfriaba el agua a su alrededor. El resultado del experimento fue una disminución en la temperatura del agua a 2.2ºC ( 36ºF ).Para determinar con precisión que el agua se enfría con precisión alrededor del "objetivo", los instrumentos registraron la posición de la sombra del nanocristal suspendido. Con la pérdida de calor, el objetivo se desaceleró cerca del punto de captura en la trampa óptica. Al rastrear la amplitud de las micromovimientos del nanocristal, los científicos pudieron concluir que se está enfriando. El hecho de que el cristal se enfrió también fue confirmado por un cambio de color, de verde azulado a verde rojizo.En la siguiente etapa del experimento, el láser creado por los ingenieros pudo enfriar la solución biológica utilizada como medio para cultivar células en experimentos de laboratorio molecular y genético utilizando el mismo principio.La elección a favor de la radiación infrarroja, explican los autores del experimento, no es accidental, ya que uno de los posibles objetivos aplicados en el caso de una prueba exitosa del método debe ser objetos biológicos (la radiación del espectro infrarrojo, en contraste con lo visible, no causa una quemadura celular).En su comunicado de prensa, los investigadores enumeran muchos usos prometedores potenciales para su tecnología de enfriamiento láser propuesta. En microelectrónica, por ejemplo, dicho haz podría usarse para el enfriamiento puntual de componentes de chips de computadora, lo que evitaría que se sobrecalentaran y mejoraría el rendimiento informático.En biología, podría ser necesario un enfriamiento dosificado directo para reducir la temperatura de una parte de una célula en división para estudiar los cambios cromosómicos que surgen en este caso. Con la disminución de la temperatura, la intensidad de los procesos biológicos disminuye inevitablemente, lo que brinda a los científicos la oportunidad de rastrear la "retrospectiva" de todo el proceso en un período de tiempo conveniente. "Es importante que utilizando la radiación en la parte del espectro que hemos propuesto, no tenga que enfriar toda la célula, arriesgándose a matar a esta pequeña unidad de vida: será suficiente para dirigir el haz al área deseada", dijo Poizovsky.Según los científicos, el rayo láser dirigido del espectro de radiación propuesto podría, de ser necesario, enfriar incluso una neurona y, sin dañarla, reducir su actividad.La producción (crecimiento) de cristales que determinan la potencia del láser, como se señaló en la publicación, es un proceso bastante costoso. Los cristales para los láseres utilizados en las "instalaciones de refrigeración" del grupo Poiseowski se pueden obtener "... usando tecnología de síntesis hidrotermal mucho más simple, más barata, más asequible y, lo que es más importante, escalable ...".Las capacidades limitadas del grupo hicieron posible obtener una confirmación práctica del método al trabajar con un solo nanocristal. En el futuro, los científicos creen que la cantidad de datos experimentales aumentará mediante el uso de varios, lo que implica el uso de láseres de mayor potencia.Las capacidades prácticas de la tecnología son impresionantes, pero al mismo tiempo, la cuestión de la eficiencia energética del proceso de enfriamiento es bastante aguda. Y este es uno de los problemas en los que el grupo todavía tiene que trabajar.
"Estamos interesados en las ideas y sugerencias de otros científicos o representantes de la esfera empresarial", dice Peter Pausovsky, "para expandir el campo de aplicación del enfriamiento por láser de líquidos con el máximo beneficio para la humanidad".Puede encontrar un breve informe sobre los resultados del trabajo realizado en el comunicado de prensa del grupo en el sitio web de la universidad .La tecnología de enfriamiento por láser PS Vacuum se demostró por primera vez en el Laboratorio Nacional de Los Alamos (LANL) en 1995.*****Estimados lectores, siempre estamos felices de conocerte y esperarte en las páginas de nuestro blog. Estamos listos para continuar compartiendo con usted las últimas noticias, artículos de revisión y otras publicaciones e intentaremos hacer todo lo posible para que el tiempo que pase con nosotros sea útil para usted. Y, por supuesto, no olvides suscribirte a nuestras secciones .Nuestros otros artículos y eventos. Source: https://habr.com/ru/post/es386677/
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