Вирішення проблеми перегріву електроніки може бути ближчим, ніж здається, завдяки новаторському відкриттю вчених з Університету Вірджинії. Вони розробили метод швидкого відведення тепла від електронних компонентів за допомогою кристалів.
Наразі, для охолодження процесорів та інших компонентів в ноутбуках та інших пристроях використовуються вентилятори, системи рідинного охолодження та радіатори. Ці методи ефективні, але займають багато місця та споживають енергію.
Як працює нова технологія охолодження?
Замість того, щоб тепло розсіювалося повільно, як хвилі на воді, нова технологія перетворює тепло в направлені хвилі, які рухаються значно швидше. Для цього використовується кристал під назвою гексагональний нітрид бору (hBN), який має унікальні властивості для швидкого переміщення тепла.
У більшості матеріалів тепло переноситься коливаннями атомів, які називаються фононами. Ці фонони стикаються один з одним і передають енергію випадковим чином. Це призводить до накопичення тепла і перегріву пристроїв.
Однак, у hBN діє інший механізм, відомий як гіперболічні фононні поляритонні моди (HPhP). Це особливий тип коливань всередині кристалу, пов’язаний зі світлоподібною складовою у вигляді електромагнітних хвиль. HPhP моди забезпечують значно швидший "коридор" для переміщення тепла, ніж традиційні методи розсіювання.
Ефективність нової технології
Щоб продемонструвати ефективність, дослідники розмістили золоту пластину на підкладці з hBN і нагріли золото. Це збудило HPhP моди hBN, що дозволило швидко відводити тепло від інтерфейсу між золотою пластиною і hBN. Тепловіддача виявилася в 10-100 разів ефективнішою при використанні HPhP мод.
Перспективи використання
Відкриття може бути застосоване до інших комбінацій матеріалів і відкрити шляхи для створення ефективних систем охолодження для широкого спектру електронних компонентів. Це означає швидші комп’ютери зі штучним інтелектом, більш довговічні медичні пристрої і менше перегріву в ноутбуках майбутнього.
Додаткова інформація про згадані місця та явища
- Університет Вірджинії – один з провідних державних університетів США, розташований у місті Шарлоттсвілл, штат Вірджинія. Заснований Томасом Джефферсоном у 1819 році.
- Штучний інтелект (ШІ) – розділ комп’ютерних наук, який займається розробкою інтелектуальних комп’ютерних систем, здатних виконувати завдання, які зазвичай потребують людського інтелекту.
