Ученые из Стэнфорда создали термоэкран для электронных устройств толщиной в 10 атомов

Новое изобретение будет защищать пользователей и термочувствительные компоненты в ноутбуках и телефонах. Такое решение может сделать электронику компактной как никогда.

Излишнее тепло, которое выделяют ноутбуки, телефоны и другая электроника не только доставляет неудобства, но и может привести к сбоям в работе или даже взрыву литиевой батареи. Инженеры прибегают к помощи пластика, стекла или даже воздуха для защиты компонентов вроде микропроцессоров от перегрева.

Недавно исследователи из Стэнфордского университета показали, что пара слоев ультратонкого материала, установленные над источником тепла, предоставляют изоляцию, сравнимую с листом в 100 более толстого стекла. Такая технология позволит инженерам создавать крайне компактные устройства.

«Мы смотрим на тепло в электронике с совершенно другой стороны», сообщает Эрик Поп, профессор электроинженерии.

В Стэнфорде говорят, что тепло – это звук, создаваемый электронами при столкновении с атомами проводника. Однако мы не можем услышать этот звук, потому что наше ухо неспособно улавливать такие частоты. Но подобный звук можно почувствовать – и это так привычное нам тепло.

Мысли о тепле как о форме звука привели исследователей к принципам физического мира. В свою бытность DJ на радио, Эрик заметил, что звукоизоляция студии обеспечивается толстыми оконными стеклами. Однако такой подход в электронике (используемый и сейчас, кстати) сведет на нет старания инженеров сделать гаджеты тоньше. Ребята из Стэнфорда пошли другим путем и взяли идею у строителей: пластиковые окна представляют собой слои воздуха между слоями стекла разной толщины, что делает дома теплее и обеспечивает звукоизоляцию.

Атомарно тонкие материалы – относительно новое изобретение. Ученые смогли разделить некоторые вещества на такие тонкие слои лишь 15 лет назад. Команда из Стэнфорда создала термоизолятор в 10 атомов толщиной из графена (тонкий-тонкий углерод) и еще трех подобных материалов. Несмотря на свою толщину, такие изоляторы очень эффективно гасят тепловую энергию, проходящую через них.

Дело осталось за малым: ученым нужно найти способ массового создания таких материалов и интеграции их в электронные компоненты на этапе производства. Более того, команда поставила себе цель научиться контролировать вибрацию в твердых материях так же, как мы контролируем свет или электроэнергию уже сейчас. Они даже говорят о создании новой науки – фононики. Слово имеет греческое происхождение и является смешением слов телефон, фонограф и фонетика.

При должном развитии эта технология может невероятно сильно повлиять на весь наш мир, а не только на электронику. Хорошая теплоизоляция пригождается и в двигателях, и в добыче ископаемых ресурсов, и даже в тяжелом машиностроении.

Источник: Stanford News