Kristali za drastično bolje hlađenje gadgeta

Zamislite da se vaš telefon nikad ne zagrije bez obzira na to koliko aplikacija radi na njemu. Zamislite budućnost u kojoj superračunala troše manje energije, električni automobili se pune brže, a medicinski uređaji koji spašavaju živote ostaju hladniji i traju dulje.

U studiji objavljenoj u časopisu Nature Materials, tim inženjera sa Sveučilišta u Virginiji i njihovi suradnici otkrili su novi radikalan način prijenosa topline. Koristeći posebnu vrstu kristala koji se naziva heksagonalni bor nitrid (hBN), pronašli su način za premještanje topline poput zrake svjetlosti, zaobilazeći uobičajena uska grla koja uzrokuju pregrijavanje elektronike.

Umjesto oslanjanja na spore toplinske vibracije, tim je koristio hiperbolične fononske polaritone (HPhPs), posebne valove koji mogu prenositi toplinu nevjerojatnim brzinama.

Obično se toplina u elektronici širi poput valova u jezercu, rasipajući se prema van, ali usput gubi energiju. Nasuprot tome, metoda tima pretvara toplinu u usko kanalizirane valove koji učinkovito putuju na velike udaljenosti, više poput brzog vlaka koji juri prugom.

Istraživači su to postigli zagrijavanjem sićušnog zlatnog jastučića na hBN. Umjesto da se toplina samo sporo širi, pobudila je jedinstvena svojstva hBN-a, pretvarajući energiju u brze polaritonske valove koji su trenutno odnosili toplinu preko i dalje od sučelja između zlata i hBN-a.

"Ova je metoda nevjerojatno brza", rekao je Will Hutchins, prvi autor studije i doktor strojarstva i svemirskog inženjerstva. "Vidimo da se toplina kreće na načine za koje se nije mislilo da su mogući u čvrstim materijalima. To je potpuno novi način kontrole temperature na nanoskali."

Ovo otkriće moglo bi revolucionirati hlađenje u elektronici visokih performansi, omogućujući brže i snažnije uređaje koji se ne pregrijavaju.

Brži, učinkovitiji pametni telefoni i prijenosna računala, koji se ne pregrijavaju mogli bi raditi brže bez pražnjenja baterije, a električni automobili dobili bi baterije koje ostaju hladne. pune se brže i traju dulje.

Pored toga računalstvo u oblaku i AI alati mogli bi raditi bolje uz manje energije, dok bi medicinski implantati i uređaji za snimanje bili brži i trošili manje energije.

"Ovo otkriće moglo bi promijeniti način na koji dizajniramo sve, od procesora do svemirskih letjelica", rekao je Hopkins.