Rumunský inžinier zo Stanfordu a jeho tím vyrobili tepelný štít s hrúbkou iba 10
Prehriatie elektronických súčiastok je problém, ktorý nastal od prvých spotrebičov napájaných z elektriny a ktorým v súčasnosti bohužiaľ čelíme. Jedným z riešení, ktoré vyvinuli vedci a inžinieri na potlačenie účinkov tepla na elektrické komponenty, bola inštalácia chladiacich mechanizmov. Toto riešenie bohužiaľ, aj keď rieši problém tepla, spôsobuje problémy z hľadiska hmotnosti zariadení.
Tím vedcov zo Stanfordovej univerzity odhalil verejnosti, že sa mu podarilo vytvoriť neobvyklý materiál, ktorý sa dá použiť ako tepelný štít pre elektroniku. „Analyzovali sme problém vykurovania elektronických komponentov z úplne novej perspektívy,“ vysvetľuje rumunský inžinier Eric Pop, docent na Fakulte elektrotechniky na Stanfordskej univerzite, citovaný Science Alert.
Vedci sa rozhodli k problému vykurovania postaviť podobne ako zvuk. Keď teda elektróny prechádzajú cez atómy v materiáli, vytvárajú rad mini vibrácií, ktoré vnímame ako teplo, ale ktoré je možné interpretovať aj ako zvukové vlny, ktoré sú pre ľudské uši príliš hlasné.
Vychádzajúc z tohto predpokladu vedci pridali ďalší „trik“, ktorý nájdeme v mnohých domácnostiach. Okná sú teda v niektorých prípadoch navrhnuté s dvoma radmi skla, aby lepšie izolovali proti vonkajším zvukom. Táto myšlienka sa používa na vytvorenie tohto nového materiálu: izolačnej grafénovej vrstvy s hrúbkou iba 10 atómov.
„Myšlienku (n.r. sme prispôsobili oknu) sme vytvorili vytvorením izolátora, ktorý namiesto sklenenej hmoty obsahuje viac vrstiev materiálov s atómovou hrúbkou,“ uviedol Sam Vaziri, elektrotechnik na Stanfordskej univerzite.
V tejto štúdii inžinieri použili grafén, diselenid molybdénu, disulfid molybdénu a diselenid volfrámu na vytvorenie materiálu s 50 000-násobnou hrúbkou listu papiera, ktorý pozostáva iba z 10 vrstvy atómov.
Tento materiál funguje podobným spôsobom ako antifonovacie materiály používané v nahrávacích štúdiách, tlmí vibrácie, ktoré elektróny vytvárajú pri prechode rôznymi materiálmi, a umožňuje tak rozptýlenie tepelnej energie.
„Ako inžinieri poznáme metódy, pomocou ktorých dokážeme riadiť elektrinu, a čoraz viac sa zoznamujeme s ovládaním svetla, ale až teraz sme začali chápať, ako môžeme manipulovať s vysokofrekvenčnými zvukmi, ktoré sa prejavujú ako atómové teplo. Vysvetlil Pop.
Článok, v ktorom tím inžinierov opísal svoje úsilie pri vytváraní tohto materiálu, bol publikovaný v časopise Science Advances.