🎸 Представьте, что вы играете на гитаре: каждое движение струны создает звуковую волну, которая взаимодействует с другими. Теперь уменьшите эту идею до масштаба отдельной молекулы, где вместо звука — тепловые колебания.
Команда инженеров и материаловедов из Университета Колорадо в Боулдере обнаружила, что эти крошечные колебания, известные как фононы, могут интерферировать — усиливать или гасить друг друга, в зависимости от структуры молекулы. 🌡️ Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.
🔬 Почему это важно?
Фононная интерференция впервые зафиксирована на молекулярном уровне при комнатной температуре! Ученые разработали метод, позволяющий визуализировать эти колебания. Руководитель исследования, профессор Лонгцзи Цуй, объясняет:
«Интерференция — фундаментальное явление. Если мы научимся управлять теплопереносом на наноуровне, это откроет путь к созданию революционных материалов».
Как это работает?
Команда создала термальный сенсор размером меньше песчинки, способный измерять вибрации фононов в отдельных молекулах. Это позволило обнаружить деструктивную интерференцию — столкновение колебаний, снижающее теплоперенос.
🌊 Автор исследования Саи Елишала приводит аналогию:
«Представьте две волны в океане: при столкновении они создают помехи. То же происходит с фононами. Управляя этим, мы можем улучшить материалы на молекулярном уровне».
Где пригодится?
1️⃣ Электроника — управление теплом в микросхемах.
2️⃣ Термоэлектрика — повышение эффективности преобразования тепла в электричество.
3️⃣ Полимеры — создание материалов с металлоподобной теплопроводностью.
🚀 Ученые уверены: это только начало. Их следующий шаг — изучение других свойств фононов в сотрудничестве с химиками. Как говорит Елишала:
«Фононы есть везде. Наш метод позволит проектировать материалы на атомном уровне».
Исследование поддержано экспертами из Испании, Италии и химического факультета Университета Колорадо. 🌍