كيفية الحصول على المزيد من الحرارة من مرايا الأشعة تحت الحمراء (دون بذل جهد كبير)
إذا كنت قد عملت من قبل في أجهزة غسل رقائق أشباه الموصلات، فأنت تعرف التحديات التي تواجهها. الماء يعتبر “ماصًا للحرارة”؛ فهو يمتص الطاقة من الرقاقة بسرعة أكبر من قدرتك على إعادة تزويدها بالطاقة. لإنجاز المهمة، نحتاج إلى نظام أشعة تحت حمراء يُعيد توجيه أكبر قدر ممكن من الطاقة إلى سطح الرقاقة، قبل أن يستولي البيئة المحيطة على تلك الطاقة.
يستخدم معظم الناس مرايا من الألومنيوم. هي جيدة، لكنها غير فعالة في عكس الطاقة، فهي تمتص كمية كبيرة من الطاقة، وهذا يعني في النهاية إهدار الطاقة. لذلك نستخدم الذهب.
لماذا الذهب؟
قد يبدو الأمر معقدًا، لكنه في الحقيقة خيار عملي. في الطيف تحت الأحمر، يعكس الذهب كمية أكبر بكثير من الطاقة مقارنة بالفولاذ المصقول أو الألومنيوم. نضع طبقة رقيقة ودقيقة من الذهب على الجزء الخارجي للجهاز، لامتصاص الأشعة التي تفلت عادةً، وإعادتها إلى المكان الصحيح.
هذا يحول الضوء المتفرق إلى شعاع مركز. كل واط من الطاقة الصادرة عن المصباح يصل إلى الرقاقة فعلاً.
المزيد من الحرارة، باستخدام طاقة أقل
الجزء الرائع هو أننا نتمكن من مطابقة إخراج المصباح مع قدرة الذهب على عكس الضوء. هذا يعني أنك ستحصل على كثافة حرارية أعلى، دون الحاجة إلى استخدام طاقة أكبر. يمكنك الاحتفاظ بأجهزتك صغيرة ومدمجة. إذا حاولت تحقيق نفس درجات الحرارة باستخدام مرايا عادية، فسيتعين عليك زيادة قوة المصباح. ونحن جميعًا نعرف ما يحدث في هذه الحالة: قد تتلف الأسلاك أو يذوب الجزء الخارجي للجهاز.
بعض النقاط التي يجب أخذها في الاعتبار
الذهب رائع في امتصاص الحرارة، لكنه ضعيف جدًا. لا يمكن استخدام أدوات خشنة أو مواد كيميائية لتنظيفه. إذا تم خدش هذا الطلاء، فسوف تظهر “نقاط باردة” على الرقاقة، وهو أمر صعب التصحيح. يجب الاعتماد على طرق تنظيف لطيفة للحفاظ على سطح الذهب ناعمًا ومثاليًا.
الأفضل من ذلك، أن هذه المرايا مصممة لتكون بديلاً سهلاً. كل ما عليك فعله هو توصيلها بأجهزة التحكم الخاصة بك، وستعمل بشكل جيد. ستلاحظ أن الرقاقة تصل إلى درجة الحرارة المطلوبة بسرعة أكبر.
تنبيه: نظرًا لأن الحرارة مركزة جدًا، يجب التأكد من أن مروحات التبريد قادرة على التعامل مع الحرارة المتراكمة حول أطراف المصباح.