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Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Virginia han desarrollado tecnología de refrigeración rápida componentes de aparatos que utilizan cristales.
Componentes como, por ejemplo, los procesadores de los ordenadores, las baterías de los vehículos eléctricos o diversos chips, cuando funcionan a pleno rendimiento calentarse en serio. Su ubicación compacta en un espacio estrecho contribuye a la acumulación de calor, que tarda en disiparse.
Esta disipación del calor suele acelerarse mediante ventiladores o sistemas de refrigeración líquida. Sin embargo, todas estas opciones requieren espacio adicional y consumen electricidad. En el nuevo desarrollo, los investigadores estadounidenses decidieron utilizar un cristal hexagonal de nitruro de boro que convierte el calor en ondas direccionales que se propagan a mayor velocidad.
En la mayoría de los materiales, el calor se transfiere mediante vibraciones de átomos llamadas fonones. Los fonones chocan entre sí y transfieren energía. Sin embargo, la velocidad a la que viaja la energía a través de estos materiales suele ser demasiado lenta. Como resultado, el calor puede acumularse y provocar el sobrecalentamiento de los componentes electrónicos.
En su lugar, los desarrolladores decidieron utilizar un mecanismo del cristal de nitruro de boro hexagonal conocido como modos polaritónicos de fonones hiperbólicos. Se trata de un tipo especial de oscilación en el cristal en forma de ondas electromagnéticas.
Esto garantiza una eliminación del calor mucho más rápida que las tecnologías tradicionales de disipación del calor, ya que la energía en forma de radiación se propaga a una velocidad inicial mucho mayor.
Los científicos realizaron el experimento colocando el cristal sobre un sustrato de oro. Calentaron el sustrato de oro, lo que llevó los modos de polaritones fonónicos a un estado de excitación y les permitió eliminar rápidamente el calor de la zona entre el cristal y el sustrato. Según los desarrolladores, el proceso de eliminación del calor fue entre 10 y 100 veces más eficaz.
«Este método es increíblemente rápido Vemos que el calor se mueve de formas que antes se creían imposibles en los materiales sólidos», — afirma Will Hutchins, autor del estudio.
La tecnología desarrollada puede utilizarse con otras combinaciones de materiales y allanar el camino para creación de sistemas de refrigeración para una amplia gama de dispositivos electrónicos Esto significa ordenadores y centros de datos con IA más rápidos, dispositivos médicos más duraderos y menos calor en los ordenadores modernos.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Nature
Fuente: New Atlas