محققان دانشگاه روتجرز راهي موثر براي خنک کردن چيپ هاي کوچک به وسيله گرافين کشف کرده‌اند، مشکلي که گريبانگير دستگاه هاي الکترونيکي با ميليارد ها ترانزيستور است!
به گزارش آی تابناک : اوا واي ميگويد :
گرافين بسيار نازک است و به راحتي در ميان بقيه اجزاي چيپ ها گنجانده مي‌شود و ميتوان آن را کوچک و مينياتوري کرد تا قسمتي که در چيپ ست گرما توليد ميکند را خنک کند. اين راه حل هيچ قطعه ي محرکي را شامل نمي‌شود و انتخاب مناسبي براي پايين اوردن دما است!
گرماي اضافي توليدي توسط اجزاي دستگاه هاي الکترونيکي با پردازشگر هاي قوي تر بيشتر است؛ از اين نظر بسيار ضروري است تا اين گرماي اضافي را مديريت کنيم و از پيامد هاي زيان بار آن دوري کنيم .اين مشکل در دستگاه هاي کوچکتر نظير لب تاب ها تبلت ها يا … بيشتر به چشم مي‌آيد، از اين نظر که قطعات آن ها فشرده تر است و فضاي کافي براي عبور گرما وجود ندارد.اگر که يک قطعه بر اثر گرما آسيب ببيند، امکان آسيب ديدگي قطعات مجاور نيز وجود دارد. در مواردي حتي ممکن است شاهد آتش گرفتن دستگاه باشيم . پس طبيعي است که درباره آن وسواس به خرج دهيم؛ و قاطعانه در صدد حل اين مشکل باشيم!
مطابق با مقالات دانشگاه روتجرز که به تازگي در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده محققان ثابت کردند، که استفاده از لايه شفاف و نازکي از ترکيب گرافين با کريستال نيتريد بور قدرتمند تر و موثرتر از ساير مکانيسم هاي پيشنهادي براي کاهش گرماي اضافي است!
اندري گفت:
ما موفق شديم روشي پيدا کنيم،که دوبرابر کارآمد تر از خنک کننده هاي ترمو الکتريک قبلي است!
گرافين نقش مهمي دارد.اين ماده از يک لايه نازک گرافيت به ضخامت يک اتم تشکيل شده‌است. همچنين گرافين رساناي الکتريسيته بهتري نسبت به مس است . نسبت استحکام استيل به گرافين يک به صد اندازه گيري شده و اين ماده گرما را بهتر پخش ميکند.
اگر بخواهيم از گرافين براي خنک کردن سيستم استفاده کنيم، بايد آن را روي دستگاهي که از نيتريد بور ساخته شده به کار ببريم.سيليکن دي اکسيد –ماده اصلي مرسوم سازنده چيپ ست ها- از آنجايي که الکترون ها را متفرق ميکند ؛مانع کارايي گرافين مي‌شود.( حتما ميدانيد که الکترون ها گرما را حمل ميکنند! )
در کامپيوتر هاي کوچک يا چيپ ست هاي اسمارتفون ها ميليارد ها ترانزيستور وجود دارد ،که خود آنها فارق از ساير قسمت ها گرماي زيادي توليد ميکنند.دماي بالا عملکرد ترانزيستور ها را تحت تاثير قرار مي‌دهد.
يکي از روش هاي خنک کردن دستگاه ها تعبيه فن هاي کوچک در آن است! اما کارايي فن ها با ساير روش ها قابل مقايسه نيست و نسل آنها در حال انقراض است! از آب هم براي خنک کردن سيستم استفاده مي‌شود، ايسوس در لب تاب سري گيمينگ Asus ROG GX700 خود براي خنک کردن دستگاه از اب استفاده ميکند. مشخصا اين دستگاه محدوديت هايي را براي کاربران فراهم کرده ، از جمله اينکه نمي‌توانيد با مخزن اب آنرا حمل کنيد! ولي اين روش بسيار پيچيده است و در صورت وجود نشتي ممکن است، دستگاه الکترونيکي شما آسيب جدي ببيند.
سيستم کار ترموالکتريک مشابه زماني است که، مي‌خواهيد آب گرم وان را با آب سرد مخلوط کنيد. بديهي است که اگر اجازه بدهيم اين فرايند به صورت طبيعي صورت بگيرد، زمان زيادي طول مي‌کشد ،تا دماي آب متعادل شود. اما اگر در فرايند طبيعي آن دخالت کنيم و با دست آب را مخلوط کنيم ،مشخصا دماي آب زودتر متعادل مي شود. اين روش به نام همرفت معروف است.
پروسه مشابه اي در کامپيوتر ها و چيپ ست هاي اسمارتفون ها صورت مي‌گيرد. شما مي‌توانيد، تکه اي سيم از جنس مس را به کامپيوتر يا گوشي خود وصل کنيد؛ تا شاهد انتقال گرما بدون مقاومت باشيد!
حالا قطعه فلزي تصور کنيد که دوسر گرم وسرد دارد. اتم ها و الکترون ها در قسمت گرم فلز با سرعت و انرژي حرکت ميکنند، ودر قسمت سرد تنبل هستند . گروه تحقيق اندري به فلز ولتاژي متصل کردند که در نتيجه آن الکترون هاي قسمت سرد را به قسمت گرم مي‌فرستد و بر عکس. مشابه کاري که در مثال وان با آب درون آن کرديم ، الکترون ها را تحريک مي‌کنيم، تا گرما را به صورت کارآمد تري نسبت به روش هاي قبلي منتقل کنند. تمام اينها گرافين را به خنک کننده عالي تبديل کرده‌است.
صنعت الکترونيک حرکتي رو به جلو دارد.محققان در حال تلاش براي ترکيب اين نوع از خنک کننده ها هستند. گرافين بدليل قيمت ارزان ، ضخامت کم و قدرت زياد انتخاب مناسبي محسوب مي‌شود!
گرافين بسيار نازک است و به راحتي در ميان بقيه اجزاي چيپ ها گنجانده مي‌شود و ميتوان آن را کوچک و مينياتوري کرد تا قسمتي که در چيپ ست گرما توليد ميکند را خنک کند. اين راه حل هيچ قطعه ي محرکي را شامل نمي‌شود و انتخاب مناسبي براي پايين اوردن دما است!
گرماي اضافي توليدي توسط اجزاي دستگاه هاي الکترونيکي با پردازشگر هاي قوي تر بيشتر است؛ از اين نظر بسيار ضروري است تا اين گرماي اضافي را مديريت کنيم و از پيامد هاي زيان بار آن دوري کنيم .اين مشکل در دستگاه هاي کوچکتر نظير لب تاب ها تبلت ها يا … بيشتر به چشم مي‌آيد، از اين نظر که قطعات آن ها فشرده تر است و فضاي کافي براي عبور گرما وجود ندارد.اگر که يک قطعه بر اثر گرما آسيب ببيند، امکان آسيب ديدگي قطعات مجاور نيز وجود دارد. در مواردي حتي ممکن است شاهد آتش گرفتن دستگاه باشيم . پس طبيعي است که درباره آن وسواس به خرج دهيم؛ و قاطعانه در صدد حل اين مشکل باشيم!
مطابق با مقالات دانشگاه روتجرز که به تازگي در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده محققان ثابت کردند، که استفاده از لايه شفاف و نازکي از ترکيب گرافين با کريستال نيتريد بور قدرتمند تر و موثرتر از ساير مکانيسم هاي پيشنهادي براي کاهش گرماي اضافي است!
اندري گفت:
ما موفق شديم روشي پيدا کنيم،که دوبرابر کارآمد تر از خنک کننده هاي ترمو الکتريک قبلي است!
گرافين نقش مهمي دارد.اين ماده از يک لايه نازک گرافيت به ضخامت يک اتم تشکيل شده‌است. همچنين گرافين رساناي الکتريسيته بهتري نسبت به مس است . نسبت استحکام استيل به گرافين يک به صد اندازه گيري شده و اين ماده گرما را بهتر پخش ميکند.
اگر بخواهيم از گرافين براي خنک کردن سيستم استفاده کنيم، بايد آن را روي دستگاهي که از نيتريد بور ساخته شده به کار ببريم.سيليکن دي اکسيد –ماده اصلي مرسوم سازنده چيپ ست ها- از آنجايي که الکترون ها را متفرق ميکند ؛مانع کارايي گرافين مي‌شود.( حتما ميدانيد که الکترون ها گرما را حمل ميکنند! )
در کامپيوتر هاي کوچک يا چيپ ست هاي اسمارتفون ها ميليارد ها ترانزيستور وجود دارد ،که خود آنها فارق از ساير قسمت ها گرماي زيادي توليد ميکنند.دماي بالا عملکرد ترانزيستور ها را تحت تاثير قرار مي‌دهد.
يکي از روش هاي خنک کردن دستگاه ها تعبيه فن هاي کوچک در آن است! اما کارايي فن ها با ساير روش ها قابل مقايسه نيست و نسل آنها در حال انقراض است! از آب هم براي خنک کردن سيستم استفاده مي‌شود، ايسوس در لب تاب سري گيمينگ Asus ROG GX700 خود براي خنک کردن دستگاه از اب استفاده ميکند. مشخصا اين دستگاه محدوديت هايي را براي کاربران فراهم کرده ، از جمله اينکه نمي‌توانيد با مخزن اب آنرا حمل کنيد! ولي اين روش بسيار پيچيده است و در صورت وجود نشتي ممکن است، دستگاه الکترونيکي شما آسيب جدي ببيند.
سيستم کار ترموالکتريک مشابه زماني است که، مي‌خواهيد آب گرم وان را با آب سرد مخلوط کنيد. بديهي است که اگر اجازه بدهيم اين فرايند به صورت طبيعي صورت بگيرد، زمان زيادي طول مي‌کشد ،تا دماي آب متعادل شود. اما اگر در فرايند طبيعي آن دخالت کنيم و با دست آب را مخلوط کنيم ،مشخصا دماي آب زودتر متعادل مي شود. اين روش به نام همرفت معروف است.
پروسه مشابه اي در کامپيوتر ها و چيپ ست هاي اسمارتفون ها صورت مي‌گيرد. شما مي‌توانيد، تکه اي سيم از جنس مس را به کامپيوتر يا گوشي خود وصل کنيد؛ تا شاهد انتقال گرما بدون مقاومت باشيد!
حالا قطعه فلزي تصور کنيد که دوسر گرم وسرد دارد. اتم ها و الکترون ها در قسمت گرم فلز با سرعت و انرژي حرکت ميکنند، ودر قسمت سرد تنبل هستند . گروه تحقيق اندري به فلز ولتاژي متصل کردند که در نتيجه آن الکترون هاي قسمت سرد را به قسمت گرم مي‌فرستد و بر عکس. مشابه کاري که در مثال وان با آب درون آن کرديم ، الکترون ها را تحريک مي‌کنيم، تا گرما را به صورت کارآمد تري نسبت به روش هاي قبلي منتقل کنند. تمام اينها گرافين را به خنک کننده عالي تبديل کرده‌است.
صنعت الکترونيک حرکتي رو به جلو دارد.محققان در حال تلاش براي ترکيب اين نوع از خنک کننده ها هستند. گرافين بدليل قيمت ارزان ، ضخامت کم و قدرت زياد انتخاب مناسبي محسوب مي‌شود!
منبع : ترنجی
روی خط سایت ها
ارسال نظر
فیلم
جدیدترین اخبار