Предложенный метод поможет решить проблему перегрева в смартфонах, компьютерах и других электронных устройствах, считают ученые. Технология описана в журнале Nature Materials.
Инженеры из Университета Вирджинии использовали кристаллы гексагонального нитрида бора для направленной передачи тепла подобно лучу света. Технология значительно ускоряет передачу тепла, не требует громоздких охлаждающих систем и в перспективе может решить проблему охлаждения электронных устройств.
Мы переосмысливаем, как мы справляемся с теплом. Вместо того чтобы позволить ему медленно утекать, мы его направляем.
Патрик Хопкинс, профессор Университета Вирджинии, соавтор исследования
Вместо медленно движущихся тепловых колебаний — фононов, ученые использовали для передачи тепла гиперболические фонон-поляритоны. Это особые волны, которые могут переносить тепло с необычайной скоростью.
В обычных условиях тепло распространяется во всех направлениях подобно ряби на воде, постепенно рассеиваясь и теряя энергию. Новый метод позволяет преобразовать тепловую энергию в направленные волны, которые перемещаются на большие расстояния без потерь.
Исследователи добились этого, нагревая крошечную золотую подложку, лежащую на кристалле гексагонального нитрида бора. Вместо того чтобы медленно распространяться, тепло возбуждало уникальные свойства материала, превращая энергию в поляритонные волны, которые мгновенно переносили его через интерфейс между золотом и нитридом бора.
Схема и результаты эксперимента. Изображение: William Hutchins et al., Nature Materials
Исследователи считают, что технология в перспективе произведет революцию в охлаждении высокопроизводительной электроники. Смартфоны и ноутбуки, которые замедляются из-за перегрева, смогут работать на полной мощности без ограничений. Аккумуляторы электромобилей будут заряжаться быстрее и служить дольше. Центры обработки данных и системы ИИ станут энергоэффективнее, а медицинские имплантаты — надежнее и долговечнее.
Читать далее:
Прорыв в квантовой физике: ученые впервые измерили состояние кота Шредингера
Эйнштейн ошибся: возможно, пространства-времени вообще не существует
Ученые в тупике: «Уэбб» засек невозможный свет в галактике
На обложке: Изображение от DC Studio на Freepik, сведения о лицензии