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Neuer atomdicker Hitzeschild kann elektronische Geräte schützen

Neuer atomdicker Hitzeschild kann elektronische Geräte schützen

Alle unsere Elektronikgeräte verfügen über Maßnahmen zum Schutz vor übermäßiger Hitze. Dies liegt daran, dass übermäßige Hitze zu Fehlfunktionen führen und sogar Explosionen von Lithiumbatterien verursachen kann.

Diese Hitzeschutzmaßnahmen nehmen jedoch viel Platz ein und machen unsere Elektronik größer. Jetzt haben Stanford-Forscher einen neuen Hitzeschutz entwickelt, der nur aus wenigen Schichten atomar dünner Materialien besteht.

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Gleiche Isolierung wie eine 100-mal dickere Glasscheibe

Die neue Erfindung kann die gleiche Isolierung wie eine 100-mal dickere Glasscheibe bereitstellen. "Wir betrachten die Hitze in elektronischen Geräten auf völlig neue Weise", sagte Eric Pop, Professor für Elektrotechnik und leitender Autor der Studie.

Die neue Innovation beruht auf der Tatsache, dass Wärme tatsächlich eine Form von Hochfrequenzschall ist. Sobald sich das Team dem Problem aus diesem Blickwinkel näherte, konnte es eine Lösung finden, die sich aus einem Trick der Hausbesitzer ergab.

In schallisolierten Häusern werden häufig Fenster mit mehreren Scheiben installiert. "Wir haben diese Idee angepasst, indem wir einen Isolator geschaffen haben, der mehrere Schichten atomar dünner Materialien anstelle einer dicken Glasmasse verwendet", sagte der Postdoktorand Sam Vaziri, der Hauptautor des Papiers.

Die Forscher verwendeten eine Schicht aus einem solchen atomar dünnen Material namens Graphen. Anschließend fügten sie drei weitere ähnliche Materialien mit jeweils nur drei Atomen hinzu, um einen vierschichtigen Isolator mit einer Dicke von nur 10 Atomen zu erzeugen.

Massenproduktion

Das Endergebnis ist ein unglaublich dünner Isolator, der effektiv ist, da die Schwingungen der Atomwärme gedämpft werden und beim Durchgang durch jede Schicht einen großen Teil ihrer Energie verlieren.

Jetzt suchen die Forscher nach einer Massenproduktionstechnik, um während der Herstellung atomdünne Materialschichten auf elektronischen Bauteilen abzuscheiden. Was sie jedoch wirklich hoffen, eines Tages zu erreichen, ist die Kontrolle der Schwingungsenergie in Materialien.

„Als Ingenieure wissen wir ziemlich viel darüber, wie man Elektrizität steuert, und wir werden mit Licht besser, aber wir beginnen gerade erst zu verstehen, wie man den hochfrequenten Schall manipuliert, der sich auf atomarer Ebene als Wärme manifestiert. Pop schloss.

Die Studie ist veröffentlicht inFortschritte in der Wissenschaft.


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