Un inginer român de la Stanford şi echipa lui au realizat un scut termic cu o grosime de doar 10 atomi

Supraîncălzirea componentelor dispozitivelor electronice reprezintă o problemă care a apărut de la primele aparate alimentate cu ajutorul energiei electrice şi cu care, din păcate, ne confruntăm în prezent. O soluţie pe care cercetătorii şi inginerii au dezvoltat-o pentru a contracara efectele căldurii asupra componentelor electrice a fost instalarea unor mecanisme de răcire. Din păcate, această soluţie, deşi rezolvă problema căldurii, creează probleme în ceea ce priveşte greutatea dispozitivelor.

O echipă de cercetători de la Universitatea Stanford a dezvăluit publicului faptul că a reuşit să creeze un material neobişnuit care poate fi folosit drept scut de căldură pentru electronice. „Am analizat problema încălzirii componentelor electronice dintr-o perspectivă cu totul nouă”, explică inginerul român Eric Pop, profesor asociat la Universitatea Stanford, Facultatea de inginerie electrică, citat de Science Alert.

• Test de cultură generală. Ce este entropia?
• Pentru prima dată, fizicienii au „încurcat” doi atomi în mișcare, validând o teorie cuantică

Oamenii de ştiinţă au ales să abordeze problema încălzirii într-un mod asemănător sunetului. Astfel, atunci când electronii traversează atomii dintr-un material, aceştia creează o serie de mini-vibraţii pe care noi le percepem drept căldură, dar care de asemenea pot fi interpretate drept unde sonore prea înalte pentru urechile umane.

Plecând de la această asumpţie, cercetătorii au mai adăugat un „truc” care poate fi întâlnit în multe locuinţe, Astfel, în unele cazuri, geamurile sunt proiectate cu două rânduri de sticlă pentru a izola mai bine împotriva sunetelor din exterior. Această idee este folosită pentru crearea acestui nou material: un strat de grafen izolator cu grosimea de doar 10 atomi.

„Am adaptat ideea (n.r. ferestrei) prin creearea unui izolator care are straturi multiple de materiale cu grosimi atomice în locul unei mase de sticlă”, a explicat Sam Vaziri, inginer electric din cadrul Universităţii Stanford.

În cadrul acestui studiu, inginerii au folosit grafen, diselenură de molibden, disulfura de molibden şi diselenida de tungsten pentru a crea un material a cărui grosime este de 50.000 de ori mai mică faţă de cea a unei foi de hârtie, fiind format doar din 10 straturi de atomi.

Acest material acţionează într-un mod similar materialelor de antifonare folosite în studiourile de înregistrări, amortizând vibraţiile pe care electronii le produc atunci când traversează diferite materiale, permiţând astfel disiparea energiei termice.

„În calitatea noastră de ingineri suntem familiari cu metodele prin care putem controla electricitatea şi începem să fim din ce în ce mai familiari cu controlul luminii, dar abia am început să înţelegem cum putem manipula sunetele de înaltă frecvenţă care se manifestă drept căldură la scară atomică”, a explicat Pop.

Articolul în care echipa de ingineri şi-a descris eforturile depuse în crearea acestui material a fost publicat în Science Advances.

Citeşte şi: