Kaç uygulama çalıştırsa da telefonların asla ısınmadığını hayal edin. Süper bilgisayarların daha az enerji kullandığı, elektrikli arabaların daha hızlı ücret aldığı ve hayat kurtaran tıbbi cihazların daha serin ve daha uzun süre dayandığı bir geleceği hayal edin.
Yayınlanan bir çalışmada Doğa MalzemeleriVirginia Üniversitesi ve işbirlikçilerindeki bir mühendis ekibi, ısıyı her zamankinden daha hızlı hareket ettirmenin radikal yeni bir yolunu ortaya koydu. Altıgen bor nitrür (HBN) olarak adlandırılan özel bir kristal türü kullanarak, elektronikleri aşırı ısınan olağan darboğazları yan yana bırakarak, ısıyı bir ışık demeti gibi hareket ettirmenin bir yolunu buldular.
Mekanik ve Havacılık Mühendisliği Profesörü Patrick Hopkins ve UVA’da Whitney Stone Mühendislik Profesörü Patrick Hopkins, “Isıyı nasıl ele aldığımızı yeniden düşünüyoruz” dedi. “Yavaşça damlamasına izin vermek yerine, onu yönetiyoruz.”
Aşırı ısınma sorunu ve yeni bir çözüm
Akıllı telefonlardan veri merkezlerine kadar her modern teknoloji parçası aynı savaşla savaşıyor: ısı birikmesi. Cihazlar çalışırken ısı üretir ve yeterince hızlı soğuyamazlarsa, yavaşlar, verimliliği kaybederler ve hatta kırılır. Şu anda, soğutma sistemleri metal ısı lavabolarına, fanlara ve sıvı soğutmaya dayanıyor, ancak bu yöntemler yer kaplıyor ve ekstra güç kullanıyor.
Bu yeni araştırma oyunu değiştiren bir alternatif sunuyor. Ekip, fonon adı verilen yavaş hareket eden ısı titreşimlerine güvenmek yerine, olağanüstü hızlarda ısı taşıyabilen hiperbolik fonon-polaritonlar (HPHP’ler)-özel dalgalar kullandı.
Nasıl Çalışır
Tipik olarak, elektronikte ısı bir göletteki dalgalanmalar gibi yayılır – dışa dönük ancak yol boyunca enerji kaybeder. Buna karşılık, ekibin yöntemi, ısıyı uzun mesafelerde verimli bir şekilde hareket eden, daha çok bir pist boyunca yüksek hızlı bir tren yarışına dönüştüren sıkı kanallı dalgalara dönüştürür.
Araştırmacılar bunu HBN’de oturan küçük bir altın ped ısıtarak başardılar. Isı sadece halsiz bir şekilde yayılmak yerine, HBN’nin benzersiz özelliklerini heyecanlandırdı, enerjiyi altın ve HBN arasındaki arayüzden anında ve uzağa taşıyan hızlı hareket eden polaritonik dalgalara dönüştürdü.
“Bu yöntem inanılmaz derecede hızlı,” dedi çalışmanın ilk yazarı ve mekanik ve havacılık mühendisliği Ph.D. UVA’da aday. Diyerek şöyle devam etti: “Heat hareketinin katı malzemelerde mümkün olmadığı şekilde görüldüğünü görüyoruz. Nano ölçekte sıcaklığı kontrol etmenin tamamen yeni bir yolu.”
Bu keşif, yüksek performanslı elektroniklerde soğutmada devrim yaratabilir ve aşırı ısınmayan daha hızlı, daha güçlü cihazlara izin verebilir.
Süreç hala yeni olsa da, etkisi büyük olabilir:
- Daha hızlı daha verimli akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar – aşırı ısınmayan sapmalar, pil ömrünü boşaltmadan daha hızlı çalışabilir.
- Daha iyi elektrikli arabalar – serin kalan bataklar daha hızlı ve daha uzun sürer.
- Daha güçlü AI ve veri merkezleri – Cloud bilgi işlem ve AI araçları daha az enerji kullanırken daha çok çalışabilir.
- Gelişmiş Tıbbi Teknoloji-Daha kesin daha uzun ömürlü implantlar ve görüntüleme cihazları.
Hopkins, “Bu keşif, işlemcilerden uzay araçlarına kadar her şeyi tasarlama şeklimizi değiştirebilir.” Dedi.
Sıcak, yavaş, güce aç cihazların günleri numaralandırılabilir. Bu yeni atılımla, teknolojinin geleceği çok daha serin hale geldi.
