فراماده‌ای که با طیف‌بندی تابش گرما راه را برای ساخت وسایل "ترمو-فوتو-ولتایک" کارآمدتر، که از "پرتوهای گرمای تابشی"، الکتریسیته می‌گیرد باز می‌کند.
👥گروهی از پژوهشگران از چند کشور، با بهره‌گیری از یک "فراماده حرارتی"، توانسته‌اند گسیل تابش‌ها در دماهای بالا را به کنترل درآورند. پیشرفتی که راه را برای ساخت دستگاه‌هایی که هدررفت گرما را در کارخانه‌ها و نیروگاهها با بازدهی بالایی شکار کنند، هموار کرده‌است!
🔥نزدیک به ۵۰ تا ۶۰ درصد از انرژی تولیدی از زغال‌سنگ و نفت در نیروگاهها به شکل گرما به هدر می‌رود.
💭اگر دستگاه‌هایی باشند که به لوله‌ها در نیروگاهها، کارخانه‌ها و اگزوزها اضافه شده و بتوانند پرتو مادون‌قرمز تابش‌های از حرارت را به الکتریسیته تبدیل کنند!! میتوان مقدار زیادی از این هدررفت را دوباره شکار کرد!
💫اکنون پژوهشگران چگونگی جدا کردن بخشی از طیف تابش که برای این دستگاه‌های تبدیل مورد نیاز است را یافته‌اند.
🔹این پژوهش نشان میدهد که چگونه میتوان ویژگی‌های ذاتی ماده را به گونه‌ای کنترل کرد که در دماهای بالا به رنگ ویژه‌ای بدرخشد(پرتو مورد نظر جدا سازی شود).
🔹پژوهشگران از یک "فراماده حرارتی" ساخته‌شده از لایه‌های در اندازه‌ی نانو از جنس تنگستن و اکسیدهافنیوم برای سرکوب بخشی از پرتوها(که نیازی به آنها نیست) و تقویت بخش دیگر (که مورد نیاز است) بهره برده‌اند.
⁉️فراماده به ماده ترکیبی‌ای گفته می‌شود که دارای ویژگی‌های نامتعارف الکترومغناطیسی در ساختار خود است. آنچه این ماده‌ها را ویژه کرده است، خاصیت «ضریب شکست منفی نور» در آنها است، به این معنا که این ماده‌ها نور را در سوی مخالف مواد عادی می‌شکنند. مواد الکترومغناطیس تشکیل‌دهنده‌ی آنها می‌تواند با کمی دستکاری و ریزه‌کاری در ساختارشان «تنظیم» نیز بشود.
این ماده‌ها از آمیزه‌ای از لوله‌های ریز و حلقه‌های فلزی و مانند آنان ساخته می‌شوند و نخستین سازنده‌ی آنها یکی از استادان دانشگاه کالیفرنیا به نام دیوید اسمیت است.
ویژگی‌های نامتعارف این ماده سبب شده از آنها در زمینه‌های گوناگون استفاده شود، از جمله از آنها در مهندسی مایکروویو برای کاربردهایی همچون موج‌برها، جبران پاشندگی، آنتن‌های هوشمند، لنزها و ... به کار می‌برند.
🔶از فراماده تا کنون برای دستکاری بر روی پرتو متمرکز مانند لیزر استفاده شده است ولی دستکاری بر روی پرتوهای فروسرخ گرمایی در دمای ۱۰۰۰ درجه با این ماده گشایشی است که در این پژوهش بدست آمده است.
🔶رویکرد پژوهشگران در این پژوهش از بنیاد با آنچه در مهندسی گرمایی تا کنون بوده متفاوت است و پدیده‌ای به نام «انتقال توپولوژیکی» را مهار می‌کند.
✨گام بعدی تلاش برای تبدیل پرتو گرمایی از فراماده حرارتی به ⚡️جفت‌الکترون-حفره در یک ماده‌ی نیمه‌رسانا است که گامی بزرگ در این فناوری است.
🌝پیش‌بینی می‌شود این فناوری؛ که با پشتیبانی بنیاد پژوهشی آلمان، نشنال ساینس، انجمن پژوهش‌های مهندسی کانادا ،فناوری‌های نوآورانه آینده آلبرتا و موسسه نوآوری‌های هلمهوتز آلبرتا پیگیری می‌گردد؛ در هفت سال آینده به بازار فرستاده شود.