Дослідники зі Школи інженерії та прикладних наук Університету Вірджинії створили інноваційну технологію, що дозволяє швидко охолоджувати компоненти гаджетів за допомогою кристалів.
Про це розповідає ProIT
Пристрої, такі як процесори в комп’ютерах та акумулятори електромобілів, під час роботи на максимальних навантаженнях нагріваються, що може призводити до їх перегріву. Компактне розміщення компонентів у вузькому просторі сприяє накопиченню тепла, якому потрібно багато часу, щоб розсіятися.
Інноваційний підхід до охолодження
Зазвичай для прискорення розсіювання тепла використовують вентилятори або системи рідинного охолодження, але ці рішення вимагають додаткового простору і споживають енергію. У новій розробці американські вчені вирішили використати кристал гексогонального нітриду бору, який ефективно перетворює тепло на спрямовані хвилі, що поширюються швидше.
У більшості матеріалів передача тепла відбувається за рахунок коливань атомів, званих фононами. Ці фонони взаємодіють між собою, передаючи енергію, але їхня швидкість зазвичай недостатня для ефективного охолодження. Натомість розробники використали механізм гексогонального нітриду бору, відомий як гіперболічні фононні поляритонні моди. Цей унікальний тип коливань у кристалі має форму електромагнітних хвиль.
«Цей метод неймовірно швидкий. Ми бачимо, як тепло переміщується способами, які раніше вважалися неможливими у твердих матеріалах», — зазначає автор дослідження Вілл Хатчінс.
Цей підхід забезпечує значно ефективніше відведення тепла, ніж традиційні технології. Енергія у вигляді випромінювання розповсюджується з набагато більшою швидкістю.
Перспективи нової технології
Вчені провели експеримент, розмістивши кристал на золотою підкладці. Нагрівання підкладки активувало фононні поляритонні моди, що дозволило швидко відвести тепло з області між кристалом і підкладкою. Згідно з даними дослідження, процес охолодження був у 10-100 разів ефективніший.
Розроблена технологія має потенціал для застосування з різними комбінаціями матеріалів, що відкриває можливості для створення нових систем охолодження для широкого спектру електронних пристроїв. Це може призвести до більш швидких комп’ютерів, потужніших центрів обробки даних, а також до підвищення довговічності медичних пристроїв.
Результати дослідження опубліковані у журналі Nature.
