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Raffreddamento con i semiconduttori

Raffreddamento con i semiconduttori

L'avvento negli anni cinquanta dei semiconduttori ha aperto la strada alla creazione dei transistor, quelle piccole piastrine metalliche che possono essere poi assemblate per formare i microchip; eppure il sogno di un regolatore di temperatura di piccole dimensioni non è mai divenuto realtà . Ma ora questo sogno è ad un passo dalla sua realizzazione, grazie ad un nuovo materiale sviluppato dai ricercatori del Research Triangle Institute in Nord Carolina.

Rama Venkatasubramanian ed i suoi collaboratori hanno costruito un dispositivo termoelettrico più veloce e potente di quelli attuali, capace di convertire calore in elettricità  e viceversa grazie alla sua struttura che alterna strati estremamente sottili di due semiconduttori.

Questa pellicola, fatta di bismuto, antimonio e tellurio, ha un'efficienza 2,4 volte superiore ai dispositivi convenzionali, è 23.000 volte più veloce e può essere applicata in zone molto piccole per una refrigerazione ben localizzata. "Questo costituisce un enorme passo avanti in un campo dove siamo praticamente fermi da 30 anni", afferma John Pazik dell'Office of Naval Research, uno dei finanziatori della ricerca.

I dispositivi termoelettrici sono più resistenti e durevoli dei refrigeratori meccanici. Il loro alto costo e la bassa resa però aveva riservato loro solamente una piccolissima fetta del mercato: l'alimentazione delle sonde spaziali, il raffreddamento dei visori ad infrarossi e, successivamente, la termoregolazione dei sedili delle macchine di lusso. L'introduzione di dispositivi più efficienti e meno costosi potrebbe permettere l'incremento della velocità  dei microprocessori e delle linee a fibre ottiche, rendere possibile la realizzazione di strumenti biotecnologici miniaturizzati capaci di dare inizio e interrompere una reazione biochimica, o far funzionare l'aria condizionata di una macchina utilizzando il calore del motore.

Ma non buttare ancora il tuo frigorifero, commenta ironicamente Cronin B. Vining del ZT Services ad Auburn, in Alabama. "Per quanto possano essere promettenti i risultati, l'efficienza è ancora molto inferiore a quella dei refrigeratori convenzionali. E non si sa quando, o se, i problemi di costo e di ingegneria saranno risolti". D'altro canto, aggiunge lo studioso, "questi risultati sono sufficientemente positivi da garantire un'enorme espansione della gamma di applicazioni pratiche di questo tipo di dispositivi".

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