Kaedah revolusioner untuk menyejukkan elektronik telah ditemui oleh jurutera yang diketuai oleh UVA, menjanjikan peranti yang lebih pantas, lebih cekap dan kesan transformasi merentas pelbagai sektor teknologi.
Bayangkan dunia di mana telefon pintar tidak pernah menjadi panas tidak kira berapa banyak apl sedang berjalan, superkomputer menggunakan lebih sedikit tenaga, kereta elektrik mengecas lebih cepat dan peranti perubatan yang menyelamatkan nyawa kekal lebih sejuk dan tahan lebih lama. Visi ini bergerak selangkah lebih dekat kepada realiti dengan kejayaan menakjubkan yang diketuai oleh jurutera di Universiti Virginia (UVA).
Dalam kajian terobosan diterbitkan dalam Bahan Alam Semulajadi, pasukan yang diketuai UVA telah menemui cara baharu yang radikal untuk menghilangkan haba dengan lebih cekap dengan menggunakan boron nitrida heksagon (hBN). Jenis kristal istimewa ini membolehkan haba bergerak seperti pancaran cahaya, memintas kesesakan konvensional yang menyebabkan elektronik menjadi terlalu panas.
"Kami sedang memikirkan semula cara kami mengendalikan haba," kata pengarang yang sepadan dengan Patrick Hopkins, seorang profesor kejuruteraan mekanikal dan aeroangkasa di UVA, dalam satu kenyataan berita. "Daripada membiarkannya mengalir perlahan-lahan, kami mengarahkannya."
Dilema Terlalu Panas
Teknologi moden, daripada telefon pintar ke pusat data, sentiasa memerangi pembentukan haba. Semasa peranti beroperasi, ia menjana haba, yang mesti dilesapkan dengan cekap untuk mengelakkan kelembapan, ketidakcekapan dan kemungkinan kegagalan perkakasan.
Penyelesaian penyejukan tradisional — seperti sink haba logam, kipas dan penyejukan cecair — menggunakan kuasa tambahan dan menduduki ruang yang berharga.
Penyelidikan novel ini memperkenalkan alternatif mengubah permainan dengan menggantikan kaedah tradisional dengan polariton fonon hiperbolik (HPhPs). Gelombang khusus ini boleh mengangkut haba dengan pantas merentasi bahan.
Pemindahan Haba Revolusioner
Biasanya, haba dalam elektronik hilang seperti riak dalam kolam, kehilangan tenaga dalam jarak jauh.
Kaedah pasukan mengubah proses ini, menukar haba kepada gelombang yang disalurkan ketat yang bergerak dengan cepat dan cekap. Ini serupa dengan perlumbaan kereta api berkelajuan tinggi di sepanjang trek khusus, bukannya riak yang bergerak perlahan.
Para penyelidik menunjukkan ini dengan memanaskan pad emas kecil pada hBN. Sifat unik hBN merangsang tenaga haba ke dalam gelombang polaritonic yang bergerak pantas, yang membawanya serta-merta daripada antara muka antara emas dan hBN.
"Kaedah ini sangat pantas," tambah pengarang pertama Will Hutchins, calon kedoktoran kejuruteraan mekanikal dan aeroangkasa di UVA. "Kami melihat haba bergerak dengan cara yang tidak difikirkan mungkin dalam bahan pepejal. Ia adalah cara yang benar-benar baharu untuk mengawal suhu pada skala nano."
Implikasi Masa Depan
Walaupun proses itu masih di peringkat awal, potensi kesannya sangat besar. Ia boleh membawa kepada:
- Telefon pintar dan komputer riba yang lebih pantas dan cekap: Peranti yang tidak terlalu panas boleh beroperasi pada kelajuan yang lebih tinggi tanpa menghabiskan hayat bateri dengan cepat.
- Kereta elektrik yang lebih baik: Bateri yang lebih sejuk boleh mengecas lebih cepat dan mempunyai jangka hayat yang panjang.
- AI dipertingkatkan dan pusat data: Alat pengkomputeran yang lebih berkuasa boleh beroperasi lebih keras sambil menggunakan lebih sedikit tenaga.
- Teknologi perubatan canggih: Implan dan peranti pengimejan yang lebih tahan lama dan lebih dipercayai boleh dibangunkan.
"Penemuan ini boleh mengubah cara kami mereka bentuk segala-galanya daripada pemproses kepada kapal angkasa," tambah Hopkins.
Kejayaan ini menandakan masa depan di mana teknologi beroperasi dengan lebih sejuk, lebih pantas dan lebih cekap, menandakan kemajuan ketara dalam pertempuran menentang elektronik terlalu panas.
sumber: Universiti Virginia