В честь Томаса Зеебека

Недавно в Таллине прошел 15-й форум Международной термоэлектрической академии (МТА), посвященный Томасу Зеебеку, выдающемуся немецко-эстонскому физику, основоположнику исследований, которыми занимается эта организация. В форуме участвовал член названной академии кандидат физико-математических наук Владимир Викторович Щенников, зав. лабораторией Института физики металлов УрО РАН, поделившийся впечатлениями о событии. 
Таллин стал местом проведения форума неслучайно: здесь родился ученый, в честь которого назван основной термоэлектрический эффект — эффект Зеебека. Организаторами выступили МТА, Департамент электроники им. Томаса Зеебека Таллиннского технологического университета, Институт термоэлектричества НАН (Черновцы) и Министерство образования и науки Украины. Присутствовало около 100 участников из 23 стран. Рассматривались вопросы истории термоэлектричества, достижения в этой области в различных странах и регионах, физика термоэлектричества и термоэлектрическое материаловедение, современное состояние и перспективы применения термоэлектричества. На общем собрании академии были избраны новые члены МТА. Кроме того состоялось торжественное открытие памятника Томасу Иоганну Зеебеку. Исторические доклады, представленные Э. Велмером (Эстония), Л.И. Анатычуком (Украина) и М.А. Коржуевым (Россия) содержали весьма любопытную информацию о вкладе многих известных ученых в открытие термоэлектричества, начиная с Вольта, Пельтье и других. Состоялась даже дискуссия о реальном авторстве в открытии термоэлектрического эффекта. Было любопытно узнать, что Зеебек поддерживал постоянную переписку с автором «Фауста» Гете, который был также известным естествоиспытателем, и приезжал к Гете по его приглашению в Германию для проведения своих экспериментов. К слову, открытие Зеебеком термоэлектрического эффекта было сделано в сложных условиях постоянных войн и перекройки границ государств в Европе, при весьма скудных измерительных возможностях того времени (правда, на смену лягушачьей лапке, служившей для измерения тока во времена Вольта , пришла более передовая техника намагниченной стрелки).
С докладами о развитии термоэлектричества в своих регионах выступили представители ведущих институтов и лабораторий T. Kajikawa и Y. Shinohara (Япония), L. Chen (Китай), М.И. Федоров, Л.П. Булат (Россия), V. Jovovich (США) и другие. В последнем докладе были показаны достижения по применению термоэлектричества в автомобилях в Соединенных Штатах. На прошлом форуме широкое использование термоэлектричества в автомобильной промышленности представлялась еще довольно спорным из-за относительно низкого КПД термоэлектрических преобразователей, но оказалось, что за прошедшие два года в этом вопросе достигнут большой прогресс. По поводу развития термоэлектричества в России президент МTA Л.И. Анатычук отметил, что за 20 лет количество учреждений и исследователей, занимающихся этой проблемой, резко снизилось, и даже предложил направить от имени МТА письмо руководству нашей страны с предложением принять меры по развитию данного направления. Присутствующие еще не догадывались, что через несколько дней после окончания форума будет принят проект закона о кардинальном реформировании науки в России и «преобразовании» РАН.
Большое количество докладов было посвящено проблемам термоэлектрического материаловедения. В частности, можно отметить доклад проф. A. Касьяна (Молдова) о больших возможностях органических термоэлектрических материалов, которые обладают очень низкой теплопроводностью (что важно для повышения их «добротности»), имеют низкую себестоимость и хорошие технологические качества. Проф. М.И. Федоров (ФТИ им А.Ф. Иоффе, Россия) рассказал об исследовании очень перспективных соединений на основе силицида магния в лаборатории термоэлектричества ФТИ. В докладе проф. А. Кантареры (Испания) обсуждалась теплопроводность кремниевых нанопроволок. По сравнению с объемным материалом в таких проволоках удается снизить теплопроводность на два порядка, что делает кремний пригодным для практического использования в термоэлектричестве. Технологии получения нано-проволок из кремния в пористых стеклах и наноканалах специально обработанного асбеста был посвящен доклад О.Н. Урюпина (ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Россия), в котором сделан вывод о предпочтительности названного метода.
В большинстве докладов, пожалуй, речь шла о вопросах применения термоэлектричества. Выступили представители фирм «Орион», «Квант», «РИФ», являющихся крупными поставщиками термоэлектрического оборудования. Итоги обсуждений в последний день форума подвел Л.И. Анатычук в своем докладе «Глобальные проекты в термоэлектричестве и пути их реализации». Он отметил, что активное внедрение таких проектов идет в области производства охлаждающих устройств, а вот в области использования термоэлектрических генераторов для получения электрических напряжений есть большие, но пока не задействованные возможности. Особенно это касается утилизации источников тепла с относительно низкой рабочей температурой (ниже 200–4000 К). Уральский регион, насыщенный энергоемкими металлургическими и машиностроительными предприятиями, но удаленный от головных производств, занимающихся разработкой и внедрением термоэлектрических холодильников и генераторов, очевидно, имеет большой потенциал для широкого развития и внедрения термоэлектрических преобразователей.
Участники форума посетили связанные с Зеебеком памятные места Таллина, в том числе здание, где родился ученый. В Таллиннском технологическом университете состоялось открытие весьма оригинального памятника Т. Зеебеку, придуманного президентом МТА Лукьяном Ивановичем Анатычуком и воспроизводящего опыты Зеебека с термоэлементом из висмута и сурьмы. Сам памятник выполнен в форме термоэлемента из двух материалов различного оттенка, кроме того, в нем смонтирована работающая модель термоэлемента. В этой модели термоэлектрический ток в замкнутом термоэлементе измеряется с помощью стрелки компаса, поэтому и открытый эффект был назван самим Зеебеком «термическим магнетизмом». Модель термоэлемента прекрасно реагирует на нагревание, например, с помощью зажигалки или просто тепла руки, и вмонтированная магнитная стрелка отклоняется в ту или другую сторону. На обратной стороне монумента выбита надпись о том, что он является даром Термоэлектрической академии Таллиннскому университету, а также имена дарителей.

На фото: вверху — члены МТА возле памятника Т. Зеебеку. Слева направо А. Касьян (Молдова),
автор статьи, Е.И. Рогачева (Украина),
Дж. Снайдер (Массачусетский технологический университет, США, избран вице-президентом МТА), А. Кантарера (директор Технологического института, Валенсия, Испания),
Ю.Г. Гуревич (Мексика);
в центре — президент МТА Л.И. Анатычук (слева) и участники форума наблюдают за работой установленного на монументе Томасу Зеебеку термоэлемента (видно отклонение магнитной стрелки);
внизу — надпись на обратной стороне монумента о том, что он является даром МТА Таллиннскому университету, и выбиты имена членов МТА. Слева видна действующая модель термоэлемента, воспроизводящая опыты Зеебека.