Ogromny potencjał. Naukowcy z Pennsylvania State University o stworzeniu materiału, którego właściwości „dramatycznie” odeszły od prawa Kirchhoffa. To zasada przyjęta w XIX wieku, że zdolność materiałów do absorbowania promieniowania elektromagnetycznego jest równoważna ich zdolności do emitowania tego promieniowania. Wynalazek może znaleźć zastosowanie między innymi w fotowoltaice. Prawo promieniowania cieplnego sformułował w 1859 roku niemiecki fizyk Gustaw Kirchhoff. W ostatnich latach naukowcy próbowali stworzyć materiał, który wymknie się tej zasadzie. Dwa lata temu to się udało, jednak obserwowane zjawisko było słabe – przypomniał portal Kopalnia Wiedzy.Badacze z Penn State poinformowali, że udało im się „dramatycznie” odejść od prawa Kirchhoffa. – Możliwość silnego naruszenia prawa Kirchhoffa to nie tylko nowy sposób na kontrolowanie promieniowania cieplnego, to też metoda znaczącego poprawienia działania urządzeń do wytwarzania użytecznej energii czy jej rejestrowania – tłumaczy główny autor badań Zhenong Zhang.– Na przykład ogniwa fotowoltaiczne muszą – zgodnie z prawem Kirchhoffa – wyemitować energię z powrotem w kierunku Słońca. Ta energia jest dla nas stracona. Jeśli jednak ogniwa słoneczne emitowałyby tę energię w innym kierunku niż obecnie, moglibyśmy umieścić tam kolejne ogniwo, które zaabsorbowałoby część tej energii, zwiększając efektywność całego panelu. Taka strategia zbliżyłaby nas do pozyskiwania energii słonecznej z wydajnością bliską granicy wyznaczonej przez prawa termodynamiki – dodaje.Setki ultracienkich warstwNowy materiał składa się z pięciu 440-nanometrowych warstw arsenku galu indu (InGaAs) domieszkowanych elektronowo. Całość umieszczono na 100-nanometrowej warstwie srebra i przeniesiono na krzemowe podłoże. Próbka została podgrzana do temperatury 267 stopni Celsjusza i poddana oddziaływaniu pola magnetycznego o natężeniu 5 tesli. Zgodnie z prawem Kirchhoffa stosunek zdolności absorpcji do emisji powinien wynieść jeden, ale wyniósł 0,43.Zdaniem badaczy wynalazek może znaleźć zastosowanie przy wykrywaniu podczerwieni, tworzeniu nowej klasy diod czy tranzystorów, a także bardziej wydajnych ogniw fotowoltaicznych i innych urządzeń związanych z zarządzaniem energią cieplną. Możliwość manipulowania właściwościami promieniowania cieplnego może zrewolucjonizować branże zależne od zarządzania ciepłem, od elektroniki po lotnictwo i kosmonautykęCzytaj więcej: Żel, który pożera dwutlenek węgla. Potencjalny budulec przyszłości