Międzynarodowa grupa naukowców z Chalmers University of Technology jako pierwsza na świecie podjęła próbę stworzenia grafenowych systemów chłodzących dla elektroniki krzemowej. Z ich badań wynika, że warstwa grafenu jest w stanie zredukować temperaturę pracy układów elektronicznych w miejscach najbardziej nagrzewających się o nawet 25%, co może pozwolić na znaczne wydłużenie żywotności zarówno komputerów, jak i innych urządzeń elektronicznych.
Grupie naukowców z Chalmers University of Technology w Szwecji jako pierwszej na świecie udało się wykorzystać grafen do chłodzenia procesorów w tzw. hot-spotach, czyli miejscach najbardziej narażonych na przegrzanie. Profesor Johan Liu, który kierował grupą badawczą, podkreślał, że to odkrycie pozwoli na zwiększenie funkcjonalności oraz trwałości elektroniki i przekroczenie wielu granic w zakresie jej miniaturyzacji.
Nowoczesne systemy elektroniczne generują znaczące ilości ciepła, co w dużej mierze wynika z ich wciąż rosnącej wydajności. Odbija się to niekorzystnie na żywotności elementów elektronicznych. Doświadczenie pokazuje, że zwiększenie temperatury pracy o 10⁰C zmniejsza żywotność systemów elektronicznych o blisko połowę. Z tego powodu ciepło musi być odprowadzane możliwie jak najbardziej efektywnie.
W czasie badań nad grafenowym systemem chłodzącym naukowcy skupili się na redukcji temperatury w obszarach, gdzie urządzenia wykonują pracę najbardziej intensywnie – czyli np. w centrum procesora. Tego typu niewielkie hot-spoty istnieją we wszystkich urządzeniach elektronicznych. Mowa tutaj o punktach wielkości tysięcznej części milimetra i mniejszej, czyli skali mikro czy nawet nano. Grafenowy system chłodzący ma za zadanie rozproszyć ciepło z hot-spotów na większym obszarze, nie zaś zmniejszyć temperaturę całego układu.
Zakres temperatur, które w czasie badań starano się zmniejszać, wynosił od 55 do 115 ⁰C. Przy pomocy pojedynczej warstwy grafenu naukowcom udało się uzyskać redukcję temperatury sięgającą 13⁰C, co wpłynęło korzystnie na poprawę wydajności, a w perspektywie może również spowodować wydłużenie żywotności elektroniki.
Badania zostały przeprowadzone w ramach współpracy naukowców ze Szwecji z Hong Kong University of Science and Technology i z Shanghai University w Chinach, oraz przy udziale firmy SHT Smart High Tech AB.
Artykuł dotyczy rozstrzygnięcia zdarzenia Układy odprowadzające ciepło I. Zachęcamy do dyskutowania artykułu i rozstrzygnięcia w komentarzach na stronie zdarzenia.
Bibliografia:
http://www.chalmers.se/en/news/Pages/Graphene-provides-efficient-electronics-cooling.aspx
http://www.chalmers.se/en/news/Pages/Graphene-appointed-an-EU-Future-Emerging-Technology-flagship.aspx
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622313004272
Powrót
