عصر جوش آوردن گوشی و لپ تاپ ها به پایان رسید

تینا مزدکی_در روزهای گرم آغازین تابستان یک لپ تاپ قدیمی که در انتقال گرما از پردازنده ناتوان است بار دیگر یادآور یکی از چالش های دیرینه ی دنیای الکترونیک می شود: افزایش دما و کاهش عملکرد. مشکل اصلی در بسیاری از گجت ها این است که نمی توانند به سرعت گرمای تولیدشده توسط قطعات الکترونیکی مانند پردازنده را از خود دور کنند. این امر منجر به «throttling» یا کاهش سرعت پردازش برای جلوگیری از آسیب به قطعات می شود.

اکنون پژوهشی تازه از دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه ویرجینیای آمریکا نشان می دهد که ممکن است به زودی با کمک کریستال ها این مشکل برای همیشه برطرف شود. وقتی قطعات الکترونیکی در حداکثر توان خود فعالیت می کنند حرارت زیادی تولید می کنند. این مسئله در تراشه های دستگاه های مختلف و حتی باتری خودروهای برقی نیز صادق است. در فضاهای فشرده ی درون دستگاه ها این گرما به سختی از بین می رود و مدت زیادی باقی می ماند.

در حال حاضر راه حل هایی مانند فن سیستم های خنک کننده ی مایع یا هیت سینک های فلزی برای افزایش انتقال حرارت به کار گرفته می شود. اما همه ی این روش ها فضای داخلی دستگاه را اشغال کرده و مصرف انرژی را بالا می برند. پژوهشگران دانشگاه ویرجینیا به روشی بسیار سریع تر برای انتقال گرما دست یافته اند. آن ها به جای تکیه بر حرکت آهسته ی گرما همچون موج های پراکنده در حوض توانسته اند حرارت را به شکل موج هایی جهت دار و سریع منتقل کنند.

کلید این روش استفاده از کریستالی به نام نیترید بور شش ضلعی (hexagonal boron nitride یا hBN) است که ویژگی هایی خاص برای انتقال سریع گرما دارد. در اکثر مواد گرما از طریق ارتعاشات اتمی به نام «فونون» (phonon) منتقل می شود. این فونون ها به صورت تصادفی با یکدیگر برخورد می کنند و انرژی را آهسته به پیش می برند؛ که همین باعث انباشت گرما می شود. اما در hBN سازوکار متفاوتی به نام مدهای هیپربولیک فونون-پولاریتون (Hyperbolic Phonon Polaritons یا HPhP) دیده می شود؛ ارتعاشاتی ویژه درون کریستال که با مؤلفه هایی از جنس امواج الکترومغناطیسی همراه هستند.

در مورد نحوه عملکرد این فناوری در «دیگر گوشی و لپ تاپ ها جوش نمی آورند!» بیشتر بخوانید.

۳۲۳