Magnetizam bez magnetskog polja za hlađenje procesora

Znanstvenici baskijskog istraživačkog centra CIC nanoGUNE iz Donostia–San Sebastiana, objavili su u publikaciji Nature Materials, znanstveni rad u kojem opisuju tehnologiju koja omogućuje hlađenje elektroničkih komponenti uz minimalan utjecaj na okoliš.

Luis Hueso i njegovi kolege nanoGUNE centra, uz potporu znanstvenika Sveučilišta u Cambridgeu izumili su novu tehnologiju magnetskog hlađenja čipova temeljenu na naprezanju materijala. U usporedbi s postojećim tehnologijama, njihov rad uvelike smanjuje negativne učinke na okoliš.

Postojeći rashladni uređaji poput hladnjaka, zamrzivača ili klima uređaja, koriste sustav kompresije i ekspanzije plina. Kada se plin kompresira, promijeni se u tekuće stanje, a kada se širi onda ponovo isparava u plinovito stanje. Da bi se mogao širiti potrebna je toplina koja se izvlači iz medija koji dodiruje i na taj ga način hladi.

Znanstvenici navode kako je taj sustav štetan za okoliš, a kompresori koji se koriste nisu pretjerano učinkoviti.

Jedna od najvećih alternativa koja se trenutno istražuje širom svijeta je magnetsko hlađenje. Ono koristi magnetski materijal umjesto plina, te ciklus magnetizacije i demagnetizacije umjesto kompresije/ekspanzije, a temelji se na magnetokalorijskom učinku. Drugim riječima, koristi svojstva određenih materijala za modificiranje njihove temperature kada im se doda magnetsko polje.

No dodavanje magnetskog polja izaziva mnoge probleme u postojećim minijaturnim tehnološkim uređajima poput elektronskih čipova i računalnih memorija, obzirom da magnetsko polje može izazvati negativne posljedice svojim djelovanjem na susjedne jedinice. Zbog toga je u tom sustavu najvažnije postići savršeno upravljanje magnetizmom.

Luis Hueso, Andreas Berger i Odrej Hovorka, otkrili su kako korištenjem svojstva naprezanja i otpuštanja  materijala, mogu riješiti probleme koji nastaju pri dodavanju magnetskog polja.

"Naprezanjem i otpuštanjem materijala dobiva se efekt sličan kreiranju magnetskog polja, te nastaje induciranje magnetnokalorijskog efekta koji dovodi do hlađenja", objašnjava Luis Hueso, vođa grupe za nanouređaje nanoGUNE centra. "Ova tehnologija nam omogućuje metodu upravljanja hlađenjem sa znatno boljom kontrolom procesa, bez interferenci s drugim jedinicama u uređaju, te se nalazi na liniji trenda minijaturizacije tehnoloških uređaja".

Materijal koji se koristi sadrži lantan, kalcij, mangan i kisik (La0.7Ca0.3MnO3), a Hueso kaže kako je cilj ovog istraživanja pronaći materijale koji su efikasni, te ekonomski i ekološki prihvatljivi za širu uporabu.

Hueso navodi kako se danas ogroman novac troši na hlađenje podatkovnih centara, a to je upravo polje na kojem bi njihov sustav mogao naći svoju primjenu.

Pored toga, jedno od ograničenja današnjih računala je u tome što ne mogu raditi onom brzinom kojom bi mogla jer se vrlo lako pregrijavaju, pa znanstvenici i tu vide korist od uvođenja svojeg sustava.

"Ukoliko možemo hladiti računala na odgovarajući način, mogla bi biti znatno učinkovitija i brža", dodaje Hueso.

Čitav znanstveni rad možete pronaći na ovoj poveznici. 

Izvor: CIC nanoGUNE