Se ha propuesto un nuevo tipo de motor a nanoescala que utilizaría puntos cuánticos para generar electricidad a partir del calor residual. potencialmente haciendo que los microcircuitos sean más eficientes.

"El sistema es realmente sencillo, que explota ciertas propiedades de los puntos cuánticos para recolectar calor, ", Dijo el profesor Andrew Jordan de la Universidad de Rochester." A pesar de esta simplicidad, la energía que podría generar es aún mayor que la de cualquier otro nano motor que se haya considerado hasta ahora ". Los motores serían de tamaño microscópico, y no tienen partes móviles. Cada uno solo produciría una pequeña cantidad de energía:una millonésima o menos de la que usa una bombilla. Pero al combinar millones de motores en una estructura en capas, Jordan dice que un dispositivo de una pulgada cuadrada de área podría producir aproximadamente un vatio de potencia por cada grado de diferencia de temperatura. Una cantidad suficiente de ellos podría marcar una diferencia notable en el consumo de energía de una computadora.

Se está publicando un artículo que describe el nuevo trabajo en Revisión física B por Jordan, un profesor de física teórica, y sus colaboradores, Björn Sothmann y Markus Buttiker de la Universidad de Ginebra, y Rafael Sánchez del Instituto de Ciencias de los Materiales de Madrid. Jordan explicó que cada uno de los nano motores propuestos se basa en dos puntos cuánticos adyacentes, con corriente fluyendo a través de uno y luego del otro. Los puntos cuánticos son sistemas manufacturados que debido a su pequeño tamaño actúan como objetos de la mecánica cuántica, o átomos artificiales.

El camino que deben seguir los electrones a través de ambos puntos cuánticos se puede ajustar para que tenga una pendiente ascendente. Para subir esta colina (eléctrica), los electrones necesitan energía. Toman la energía del medio de la región, que se mantiene caliente, y usa esta energía para salir por el otro lado, más arriba de la colina. Esto elimina el calor de donde se está generando y lo convierte en energía eléctrica con una alta eficiencia.

Para hacer esto, el sistema hace uso de un efecto mecánico cuántico llamado túnel resonante, lo que significa que los puntos cuánticos actúan como filtros de energía perfectos. Cuando el sistema está en el modo de tunelización resonante, los electrones solo pueden atravesar los puntos cuánticos cuando tienen una energía específica que se puede ajustar. Todos los demás electrones que no tienen esta energía están bloqueados.

Los puntos cuánticos se pueden cultivar de forma autoensamblante a partir de materiales semiconductores. Esto permite una forma práctica de producir muchos de estos pequeños motores como parte de una matriz más grande, y en múltiples capas, a la que los autores se refieren como la configuración Swiss Cheese Sandwich.

La cantidad de energía eléctrica que se produce depende de la diferencia de temperatura en el recolector de energía:cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, cuanto mayor sea la potencia que se generará. Esto requiere un buen aislamiento entre las regiones frías y calientes, Jordan dice.