高效发电的原子笼

这是维也纳科技大学的镜炉，这种新材料就是在这里被创造出来的。图片来源:维也纳工业大学

一种新型热电材料已经被发明出来，它可以有效地利用机器加热时产亚博网站下载生的能量。

我们都很熟悉笔记本电脑在使用过程中会发热的现象，在很大程度上，这给我们带来了一点不便。不幸的是，这种散失到周围大气中的热量本质上是一种巨大的能量浪费。

因此，最近的许多科学研究都集中在“热电”材料的创造上，这种材料可以收集损失的能量并将其转化为电能。亚博网站下载Silke Bühler-Paschen教授在最近的一篇新闻稿中进一步解释了这个概念:

电子在材料中的热运动取决于温度。在热的一面，有更多的热运动比在冷的一面，所以电子扩散到较冷的区域。因此，热电材料的两侧之间就产生了电压。

研究这些材料的一个重要领域是能源效率;亚博网站下载即输出的有用能量与输入能量(在这种情况下是机器发出的热量)之比。

现在，维也纳科技大学的一个团队成功地生产出了一种具有低导热性和高热电功率的创新热电材料。

这种材料独特性质的关键在于其内部的晶体结构，这种结构可以捕获磁性原子。然后磁性原子在被称为“包合物”的晶体周围嘎嘎作响，产生有利的热电特性。

包合物:显示了封闭单个原子的小笼子。图片来源:维也纳工业大学

这并不是第一次尝试这种材料，但尽管使用的其他元素没有达到要求，安德烈·普罗科菲耶夫教授成功地用钡、硅和金创造了笼形物，其中捕获了单个磁性铈原子。Bühler-Paschen解释了使用铈的原因如下:

我们想到了捕获铈原子的想法，因为它们的磁性可能会产生特别有趣的相互作用。

一种被称为近藤效应的量子力学关联，在温度高达几百摄氏度时电阻率的变化中发挥了惊人的作用，尽管它通常用于低温物理。

被捕获的铈原子发出的咔嗒声随着温度的升高而变得更强。这种震动在高温下稳定了近藤效应。我们正在观察世界上最热门的近藤效应。

希望这些包合物晶体在未来经济上是可行的，只要用更便宜的替代元素来降低生产这些结构的成本。

Silke教授Bühler-Paschen (l)和Andrey Prokofiev教授，维也纳理工大学。图片来源:维也纳工业大学

资料来源:维也纳科技大学