قال باحثون من جامعة يوتا إنه يقدر أن ثلثي الطاقة المستهلكة في الولايات المتحدة كل عام يضيع مثل الحرارة.
خذ على سبيل المثال محركات السيارات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة وحتى الثلاجات التي تسخن بشكل مفرط.
تستخدم الطريقة الموضحة في مجلة Nature Nanotechnology شريحة سيليكون تسمى "device" والتي تحول الإشعاع الحراري إلى كهرباء.
لقد قرر الباحثون سابقًا أن هناك "حدًا أسودًا" نظريًا لكمية الطاقة التي يمكن أن تنتج من الإشعاع الحراري (الحرارة).
وأثبت الفريق أنه بإمكانهم تجاوز حدود الجسم الأسود وإنتاج المزيد من الطاقة إذا قاموا بإنشاء جهاز يستخدم سطحين من السيليكون قريبين جدًا من بعضهما البعض.
أنتج الباحثون شريحة 5 مم في 5 مم (تقريبًا بحجم رأس الممحاة) لمعالجيين من السيليكون مع فجوة نانوية بينهما بسمك 100 نانومتر فقط.
أثناء وجود الرقاقة في فراغ قاموا بتسخين سطح واحد وتبريد سطح آخر مما أدى إلى تدفق حراري يمكنه توليد الكهرباء.
مفهوم توليد الطاقة بهذه الطريقة ليس فريدًا لكن الباحثين اكتشفوا طريقة لتناسب سطحي السليكون بالقرب من بعضهم البعض على نطاق مجهري دون لمس بعضهم البعض.
كلما اقتربا من بعضهما البعض زاد عدد الكهرباء التي يمكنهم توليدها.
وقال ماثيو فرانكور الأستاذ المساعد في جامعة يوتا:
"لا يمكن لأحد أن يبعث إشعاعات أكثر من الحد الأسود. لكن عندما نذهب إلى المقياس النانوي ، يمكنك ذلك".في المستقبل تتصور ماثيو فرانكور أن هذه التكنولوجيا يمكن استخدامها ليس فقط لتهدئة الأجهزة المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية ولكن أيضًا لتوجيه هذه الحرارة إلى مزيد من عمر البطارية وربما أكثر من 50 في المائة.
على سبيل المثال يمكن أن يعمل كمبيوتر محمول مع شحن لمدة ست ساعات إلى تسع ساعات.
يمكن استخدام الرقائق لتحسين كفاءة الألواح الشمسية عن طريق زيادة كمية الكهرباء من حرارة الشمس أو في السيارات لأخذ الحرارة من المحرك للمساعدة في تشغيل الأنظمة الكهربائية.
وقال الباحثون إنه يمكن أيضًا تصميمها لتناسب الأجهزة الطبية القابلة للزرع مثل جهاز تنظيم ضربات القلب الذي لن يتطلب بطاريات قابلة للاستبدال.
وقالوا إن هناك ميزة أخرى تتمثل في أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تساعد في تحسين حياة معالجات الكمبيوتر من خلال إبقائها باردة وتقليل الضغط.