常温常压下首次实现用激光制冷液体 可定点制冷

时间:2018-06-20 11:54来源: 科技日报作者:wuping 点击:
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摘要:总是用于加热的激光,在常温常压下竟然能给水或其他液体制冷。这是美国华盛顿大学(UW)研究人员发表在美国《国家科学院学报》上的最新研究成果,他们成功用红外激光将水冷却到36华氏度(约2.2℃),实现了这一领域的重大突破。 论文高级作者、该校材料科学与工程副教授皮特鲍佐斯基称,这是第一次在常温常压下用激光束给水之类的液体制冷。洛斯阿拉莫斯国家实验室

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        总是用于加热的激光,在常温常压下竟然能给水或其他液体制冷。这是美国华盛顿大学(UW)研究人员发表在美国《国家科学院学报》上的最新研究成果,他们成功用红外激光将水冷却到36华氏度(约2.2℃),实现了这一领域的重大突破。


    论文高级作者、该校材料科学与工程副教授皮特·鲍佐斯基称,这是第一次在常温常压下用激光束给水之类的液体制冷。洛斯阿拉莫斯国家实验室1995年曾证明了真空激光制冷,20年后UW的研究团队才在液体中予以证明。

    研究团队选择了红外光作为制冷激光,因为红外光不会像可见光那样损伤生物体细胞。他们用红外激光照射悬浮于水中的微晶体,激发出一种独特的辉光,其能量比所吸收的光要略多一些,这种能量更高的辉光从微晶和水中带走了热量。

    研究人员还设计了一种仪器来捕获激光,就像一种微型牵引光束,能“拿住”一颗被液体包围的纳米晶体。仪器还能投射出微晶的“影子”,让研究人员通过观察其运动的微小变化,来确定液体是否变冷。此外,他们还设计了一种微晶体,能在冷却时从蓝绿向红绿变色,就像一种内置的彩色温度计。

    这一成果有助于实现“定点制冷”,比如将来可能用激光束给计算机芯片上的特定部分制冷,预防过热,使其更高效地处理信息;还可以在细胞分裂或自我修复时,用激光束将其某个部分冷却,使生物过程慢下来,让研究人员能看清它们是怎样运作的,如冷却神经网络中的单个神经元,使其沉默且不会伤害它,以看清它的邻居是怎样绕过其重新连接的。

    迄今为止,该团队只用单个纳米晶体证明了制冷效果,激发多个晶体需要更多的激光能量。鲍佐斯基表示,目前的激光制冷过程是能量密集型的,将来还要寻找提高效率的方法,使激光制冷技术就像激光加热一样,在制造、通讯、国防等领域获得广泛应用。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:wuping )
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