En vej til nye nanofluidiske enheder, der anvender spintronics-teknologi

Forskere i ERATO Saitoh Spin Quantum Rectification Project i JST Strategic Basic Research Programs har belyst mekanismen for den hydrodynamiske kraftgenerering ved hjælp af spinstrømme i mikrometerskala-kanaler, konstaterer, at elproduktionseffektiviteten forbedres drastisk, efterhånden som størrelsen af ​​flowet gøres mindre.

I en mikrokanal, flowet antager en tilstand kaldet laminært flow, hvor en mikro-hvirvel-lignende væskebevægelse fordeles bredt og jævnt i hele kanalen. Dette fører til egenskaber, der er mere egnede til miniaturisering, og øget elproduktionseffektivitet. Gruppeleder Mamoru Matsuo, et al., forudsagde den grundlæggende teori om flydende kraftproduktion ved hjælp af spinstrømme i 2017, og i denne nuværende undersøgelse, forskerne demonstrerer eksperimentelt fænomenet for frembringelse af væskestrøm i området med laminær strømning. Som et resultat af eksperimenter, de bekræfter, at i det laminære flow-område, energikonverteringseffektiviteten blev øget med cirka 100, 000 gange.

Karakteristikaene for fænomenet til frembringelse af spinfluidstrøm i laminære strømme, som de belyser i denne forskning, er, at en elektromotorisk kraft, der er proportional med strømningshastigheden, kan opnås, og at konverteringseffektiviteten stiger, når flowstørrelsen falder. Også, der henviser til, at vandkraftproduktion (også kendt som fluidkraftproduktion) og magnetohydrodynamisk kraftproduktion kræver yderligere udstyr såsom turbiner og spoler, fænomenet i forskningen kræver næsten intet ekstra udstyr, både inde og ude af strømningskanalen. På grund af disse egenskaber, anvendelse på spintronics-baserede nanofluidiske enheder såsom flydende metalstrømningskølemekanismer i hurtige forædlingsreaktorer eller halvlederenheder, samt anvendelse på flowmålere, der elektrisk måler mikrostrømme, kan man håbe på.