Алмазные наномембраны выручили электронику и зарядку литиевых батарей
Немецкие и американские ученые предложили способ, позволяющий быстро снизить нагрев электронной техники, а также в несколько раз ускорить зарядку аккумуляторов. Таких впечатляющих результатов исследователи добились с помощью одного-единственного нововведения.
Вся цифровая электроника выделяет тепло благодаря работе транзисторов, которые играют роль переключателя, останавливают электрический ток или позволяют ему течь. Иными словами тепло — побочный продукт выработки энергии. Если не избавиться от «лишнего» тепла, устройство может перегреться и выйти из строя. Поэтому компоненты электроники нуждаются в системах охлаждения, которые зачастую представлены радиаторами. Обычно их производят из медных и алюминиевых пластин, обладающих высокой теплопроводностью.
Однако у этих металлов есть большая проблема. Они хорошие проводники электричества. Чтобы снизить их электропроводность, между металлом и компонентом делают электроизолирующий оксидный или нитридный тонкий слой. Но и здесь есть свой недостаток — плохая проводимость тепла.
Ученые уже давно пытаются найти материал на замену промежуточного слоя, который бы обладал хорошей теплопроводностью. Это получилось сделать у группы физиков под руководством Маттиаса Мюле (Matthias Mühle) из крупнейшего европейского объединения институтов прикладных исследований Общество Фраунгофера, а также их коллег из США. Палочкой-выручалочкой стал алмаз.
Алмазные теплоотводы только начинают находить применение в изделиях электроники. Их главный плюс — они обладают способностью рассеяния намного большей удельной тепловой мощности, чем у обычных теплоотводящих материалов. Но алмазные теплоотводы имеют толщину более двух миллиметров, поэтому их сложно установить на маленькие электронные компоненты.
Мюле и его команда разработала гибкие наномембраны из синтетических алмазов, которые тоньше человеческого волоса (толщина меньше микрометра). По словам разработчиков, их материал можно встроить практически в любые электронные компоненты, он сможет осторожно нагревать элементы до 80 градусов по Цельсию.
Физики отметили, что их гибкие электроизолирующие наномембраны могут снизить тепловую нагрузку электронных компонентов в 10 раз, что, конечно же, повысит энергоэффективность и срок службы не только самих компонентов, но и всего устройства, в котором они содержатся. Еще одно преимущество таких наномембран — при использовании в зарядных станциях, например, для электромобилей, они могут увеличить скорость зарядки в пять раз.
«Пока что наша главная цель — электромобили. Расчеты показывают, что эти наномембраны можно использовать для охлаждения энергетической электроники, связанной с преобразованием электрической энергии», — пояснил Мюле.
Ученые уже подали заявление на получение патента и в ближайшее время приступят к прикладным исследованиям: испытают алмазные наномембраны в электромобилях и телекоммуникационных системах. В случае успешных испытаний разработчики планируют наладить промышленное производство своих охлаждающих изделий.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии