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 Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Российского квантового центра и МГУ впервые применили оптический подход для работы с прямыми объемными магнитостатическими спиновыми волнами. Им удалось не только возбудить, но и зарегистрировать их с помощью фемтосекундных лазерных импульсов. Новый метод открывает путь к созданию быстрых, энергоэффективных оптомагнонных логических устройств и нанофотонных структур.
Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали метод, который позволяет быстро оценить, насколько прочно пленка сцеплена с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров — ключевых элементов связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жесткость сцепления между пленкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
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