Ten materiał jednocześnie przewodzi i izoluje ciepło, sugerując rewolucję systemów chłodzenia

Problem chłodzenia elektroniki będzie dręczył nas już zawsze

Przed rokiem technologia Intel Cryo Cooling przypomniała nam o świetnie sprawdzającym się w chłodzeniu układów elektronicznych ogniwie Peltiera, które równie skutecznie chłodzi, co pożera ogromne ilości energii, jako element czynny, a nie bierny. Wspominam o tym nie bez powodu, a z powodu ujawnienia najnowszego dzieła naukowców z University of Chicago, które doczekało się publikacji w dzienniku Nature. Nie bez powodu – opracowany przez nich materiał jednocześnie przewodzi i izoluje ciepło, co otwiera potencjał jego zastosowania w chłodzeniu, jako pasywnego elementu podsystemu.

Czytaj też: BepiColombo dotarła do Merkurego. Mamy pierwsze zdjęcia wykonane przez sondę

Dzięki swoim właściwościom nienazwany jeszcze materiał, który udało się właśnie opracować, jest w stanie blokować przepływ ciepła w jednym kierunku i umożliwiać jego przewodnictwo w drugim. To więc przepis wręcz idealny, jeśli mowa o zarządzaniu ciepłem, które z roku na rok staje się większym problemem w elektronice, a nawet elektrycznej motoryzacji. Nie tylko przez wzrost wydajności i zużycia energii dla wydajniejszych układów, ale też przez ich kurczenie się.

Stosownie poukładany z wielu arkuszy materiał jednocześnie przewodzi i izoluje ciepło. Naukowcy właśnie to odkryli

To generuje nowe wyzwania i to nie tylko pod kątem odprowadzania ciepła z danego elementu, ale też ochrony tych bardziej wrażliwych na temperatury elementów wewnętrznych w jego otoczeniu. Mam nadzieję, że takie przybliżenie problemu udowadnia potencjał, jaki znajduje się w materiale, który jednocześnie przewodzi oraz izoluje ciepło.

Jednym z największych wyzwań w elektronice jest dbanie o ciepło, ponieważ niektóre elementy elektroniki są bardzo niestabilne w wysokich temperaturach. Ale jeśli możemy użyć materiału, który może jednocześnie przewodzić ciepło i izolować ciepło w różnych kierunkach, możemy odprowadzać ciepło z dala od źródła ciepła – takiego jak bateria – unikając jednocześnie bardziej delikatnych części urządzenia– mówi Shi En Kim, pierwszy autor badania.

Czytaj też: Sądzili, że rozbłysk gamma pochodzi z odległości miliardów lat świetlnych. Winowajca znajdował się tuż obok nas

W tym materiale kluczowa jest cienka warstwa dwusiarczku molibdenu, choć wedle naukowców, łatwo znaleźć dla niego alternatywę. Jako taki jest świetnym przewodnikiem ciepła, ale zespół odkrył, że wystarczy ułożyć arkusze tego materiału jeden na drugim, a następnie lekko obrócić każdy z nich, aby ciepło nie mogło przechodzić między warstwami zorientowanymi błędnie względem siebie i wręcz przeciwnie, jeśli idzie o warstwy ułożone idealnie jedna na drugiej.

Czytaj też: Ten satelita jest zasilany ogniwami nowej generacji. Mogą one oznaczać prawdziwą rewolucję

Odpowiednie zmanipulowanie tego materiału pod kątem konkretnego rozwiązania może zaowocować osłonami termicznymi, które nie tylko blokują ciepło, ale także je odprowadzają. Są też szanse, że zwiększyłby wydajność generatorów termoelektrycznych.