Исследователи из Школы инженерии и прикладных наук Университета Вирджинии создали инновационную технологию, позволяющую быстро охлаждать компоненты гаджетов с помощью кристаллов.
Об этом сообщает ProIT
Устройства, такие как процессоры в компьютерах и аккумуляторы электромобилей, во время работы на максимальных нагрузках нагреваются, что может приводить к их перегреву. Компактное размещение компонентов в узком пространстве способствует накоплению тепла, которому требуется много времени, чтобы рассеяться.
Инновационный подход к охлаждению
Обычно для ускорения рассеивания тепла используют вентиляторы или системы жидкостного охлаждения, но эти решения требуют дополнительного пространства и потребляют энергию. В новой разработке американские ученые решили использовать кристалл гексагонального нитрида бора, который эффективно преобразует тепло в направленные волны, распространяющиеся быстрее.
В большинстве материалов передача тепла происходит за счет колебаний атомов, называемых фононами. Эти фононы взаимодействуют друг с другом, передавая энергию, но их скорость обычно недостаточна для эффективного охлаждения. Вместо этого разработчики использовали механизм гексагонального нитрида бора, известный как гиперболические фононные поляритонные моды. Этот уникальный тип колебаний в кристалле имеет форму электромагнитных волн.
«Этот метод невероятно быстрый. Мы видим, как тепло перемещается способами, которые ранее считались невозможными в твердых материалах», — отмечает автор исследования Уилл Хатчинс.
Этот подход обеспечивает значительно более эффективное отведение тепла, чем традиционные технологии. Энергия в виде излучения распространяется с гораздо большей скоростью.
Перспективы новой технологии
Ученые провели эксперимент, разместив кристалл на золотой подложке. Нагревание подложки активировало фононные поляритонные моды, что позволило быстро отвести тепло из области между кристаллом и подложкой. Согласно данным исследования, процесс охлаждения был в 10-100 раз эффективнее.
Разработанная технология имеет потенциал для применения с различными комбинациями материалов, что открывает возможности для создания новых систем охлаждения для широкого спектра электронных устройств. Это может привести к более быстрым компьютерам, мощным центрам обработки данных, а также к повышению долговечности медицинских устройств.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
