Ученые из Германии и Америки разработали метод, который позволяет быстро охлаждать электронику и ускорять зарядку батарей.
Все цифровое оборудование выделяет тепло во время работы транзисторов, действующих как переключатели для электрического тока. Тепло — неизбежный побочный продукт при выработке энергии. Без удаления излишнего тепла устройство может перегреться и сломаться. Поэтому компоненты электроники нуждаются в системах охлаждения, часто представленных радиаторами.
У этих металлов есть существенный минус: хорошая электропроводность. Чтобы уменьшить электрическую проводимость, между металлом и компонентом создают тонкую изолирующую оксидную или нитридную плёнку. Однако у такого решения тоже есть недостаток — низкая теплопроводимость.
Группа физиков под руководством Маттиаса Мюле добилась успеха в поиске материала для замены промежуточного слоя с хорошей теплопроводностью. Matthias MühleУчёные из крупнейшего европейского объединения институтов прикладных исследований Общества Фраунгофера и их американские коллеги нашли решение с помощью алмаза.
Алмазные теплоотводы только начинают находить применениеВ изделиях электроники применяются алмазные теплоотводы. Их главное преимущество — способность рассеивать больше тепла по единице площади, чем обычные материалы для охлаждения. Однако из-за толщины более двух миллиметров (более двух миллиметров), их сложно устанавливать на небольшие электронные компоненты.
Мюле и его команда разработалаГибкие наномембраны из синтетических алмазов, толщина которых меньше микрометра, могут быть использованы для аккуратного нагревания электронных компонентов до 80 градусов по Цельсию.
Физики заявили, что гибкие электроизолирующие наномембраны способны уменьшить тепловую нагрузку электронных компонентов в десять раз, что повысит энергоэффективность и срок службы как самих компонентов, так и всего устройства. В зарядных станциях, например, для электромобилей, эти наномембраны могут увеличить скорость зарядки в пять раз.
На данный момент основным направлением является разработка электромобилей. Проведенные расчеты свидетельствуют о возможности применения данных наномембран для охлаждения электронной техники, отвечающей за трансформацию электроэнергии. пояснил Мюле.
Ученые подали заявку на патент и скоро начнут прикладные исследования: проведут испытания алмазных наномембран в электромобилях и телекоммуникационных системах. В случае успеха разработчики хотят организовать промышленное производство своих охлаждающих изделий.