Недорогая замена алмазу. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Недорогая замена алмазу

12.07.2013

Ученые обнаружили, что относительно недорогой материал может заменить дорогостоящие алмазы в высокопроизводительной электронике. Речь идет о теплопроводности, которая у алмаза составляет при комнатной температуре более 2000 Вт на метр на градус Кельвина, что в 5 раз выше, чем у лучших металлических проводников, таких как медь. Благодаря этому уникальному свойству алмазов, их иногда применяют для отвода тепла из ядер высокопроизводительных процессоров. К сожалению, даже синтетические алмазы слишком дороги, чтобы массово их использовать в электронике, такой как домашние персональные компьютеры.

Высокая теплопроводность алмаза ученым знакома и объясняется малой массой атомов углерода и жесткими химическими связями между ними. Однако недавно ученые обнаружили, что такой же рекордной теплопроводностью обладает и другое соединение: непохожий на алмаз, арсенид бора с кубической кристаллической решеткой. Команда физиков-теоретиков из Бостонского колледжа и Военно-морской научно-исследовательской лаборатории ВМС США решили выяснить, благодаря чему химическое соединение бора и мышьяка может конкурировать с алмазом. Новый теоретический подход позволил ученым раскрыть секрет высокой теплопроводности арсенида бора.

В отличие от металлов, где тепло переносят электроны, алмаз и арсенид - это диэлектрики, они переносят тепло с помощью колебательных волн, которые движутся от атома к атому. При этом столкновение этих волн создает внутреннее сопротивление тепловому потоку.

Физики с удивлением обнаружили необычное взаимодействие определенных колебательных свойств арсенида бора, которые обычно оставались вне поля зрения ученых, изучающих теплопроводность электрических изоляторов. Оказывается, столкновение между колебательными волнами в определенном диапазоне частот намного реже, чем на других частотах. В результате, на определенной частоте колебаний арсенид бора проводит больше тепла и схож по этим параметрам с алмазом.

Новое исследование позволяет по-новому взглянуть на физику переноса тепла в материале и заодно иллюстрирует мощь современных вычислительных методов. На практике открытие позволит разработать новые методики отвода тепла от миниатюрной электроники, что позволит резко поднять ее производительность. Также не исключено, что новую информацию удастся применить для разработки высокоэффективных технологий для альтернативной энергетики.

<< Назад: Четырёхъядерный смартфон BLU Dash 4.5 споддержкой двух SIM-карт 12.07.2013

>> Вперед: Монитор Iiyama P2252HS-1 с ударопрочным стеклом 11.07.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Воздушная ловушка для насекомых 01.05.2024

Сельское хозяйство – одна из ключевых отраслей экономики, и борьба с вредителями является неотъемлемой частью этого процесса. Команда ученых из Индийского совета сельскохозяйственных исследований – Центрального научно-исследовательского института картофеля (ICAR-CPRI) в Шимле представила инновационное решение этой проблемы – воздушную ловушку для насекомых, работающую от ветра. Это устройство адресует недостатки традиционных методов борьбы с вредителями, предоставляя данные о популяции насекомых в реальном времени. Ловушка полностью работает за счет энергии ветра, что делает ее экологически чистым решением, не требующим электропитания. Ее уникальная конструкция позволяет отслеживать как вредных, так и полезных насекомых, обеспечивая полный обзор популяции в любой сельскохозяйственной зоне. "Оценивая целевых вредителей в нужное время, мы можем принимать необходимые меры для контроля как насекомых-вредителей, так и болезней", – отмечает Капил ...>>

Угроза космического мусора для магнитного поля Земли 01.05.2024

Все чаще мы слышим об увеличении количества космического мусора, окружающего нашу планету. Однако не только активные спутники и космические аппараты способствуют этой проблеме, но и обломки старых миссий. Рост количества спутников, запускаемых компаниями, как SpaceX, создает не только возможности для развития интернета, но и серьезные угрозы для космической безопасности. Эксперты теперь обращают внимание на потенциальные последствия для магнитного поля Земли. Доктор Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики подчеркивает, что компании стремительно разворачивают спутниковые констелляции, и число спутников может вырасти до 100 000 в следующем десятилетии. Быстрое развитие этих космических армад спутников может привести к загрязнению плазменной среды Земли опасными обломками и угрозе устойчивости магнитосферы. Металлические обломки от использованных ракет могут нарушить ионосферу и магнитосферу. Обе эти системы играют ключевую роль в защите атмосферы и поддер ...>>

Застывание сыпучих веществ 30.04.2024

В мире науки существует достаточно загадок, и одной из них является странное поведение сыпучих материалов. Они могут вести себя как твердое тело, но внезапно превращаться в текучую жидкость. Этот феномен стал объектом внимания многих исследователей, и, возможно, наконец-то мы приближаемся к разгадке этой загадки. Представьте себе песок в песочных часах. Обычно он течет свободно, но в некоторых случаях его частицы начинают застревать, превращаясь из жидкого состояния в твердое. Этот переход имеет важное значение для многих областей, начиная от производства лекарств и заканчивая строительством. Исследователи из США предприняли попытку описать этот феномен и приблизиться к его пониманию. В ходе исследования, ученые провели моделирование в лаборатории, используя данные о пакетах полистироловых шариков. Они обнаружили, что вибрации внутри этих комплектов имеют определенные частоты, что означает, что через материал могут распространяться только определенные типы вибраций. Полученные ...>>

Имплантированный стимулятор мозга 30.04.2024

В последние годы научные исследования в области нейротехнологий сделали огромный прогресс, открывая новые горизонты для лечения различных психиатрических и неврологических расстройств. Одним из значительных достижений стало создание самого маленького имплантированного стимулятора мозга, представленного лабораторией Университета Райса. Этот новаторский устройство, получившее название Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обещает революционизировать методы лечения, обеспечивая больше автономии и доступности для пациентов. Имплантат, разработанный в сотрудничестве с Motif Neurotech и клиницистами, вводит инновационный подход к стимуляции мозга. Он питается через внешний передатчик, используя магнитоэлектрическую передачу энергии, что исключает необходимость проводов и больших батарей, типичных для существующих технологий. Это делает процедуру менее инвазивной и предоставляет больше возможностей для улучшения качества жизни пациентов. Помимо применения в лечении резист ...>>

Восприятие времени зависит от того, на что человек смотрит 29.04.2024

Исследования в области психологии времени продолжают удивлять нас своими результатами. Недавние открытия ученых из Университета Джорджа Мэйсона (США) оказались весьма примечательными: они обнаружили, что то, на что мы смотрим, может сильно влиять на наше ощущение времени. В ходе эксперимента 52 участника проходили серию тестов, оценивая продолжительность просмотра различных изображений. Результаты были удивительны: размер и детализация изображений оказывали значительное воздействие на восприятие времени. Более крупные и менее загроможденные сцены создавали иллюзию замедления времени, в то время как мелкие и более загруженные изображения вызывали ощущение его ускорения. Исследователи предполагают, что визуальный беспорядок или перегрузка деталями могут затруднить наше восприятие окружающего мира, что в свою очередь может привести к ускорению восприятия времени. Таким образом было даказано, что наше восприятие времени тесно связано с тем, на что мы смотрим. Более крупные и менее ...>>

Случайная новость из Архива

Строительство крупнейшего предприятия по прямому удалению углекислого газа из воздуха 12.07.2022

Швейцарская компания Climeworks приступила к строительству крупнейшего в мире предприятия по удалению углекислого газа из воздуха. В сентябре прошлого года Climeworks в Исландии запустила первый завод Orca ("Косатка") мощность 4 тыс. т CO2 в год. Новый завод Mammoth ("Мамонт") сможет ежегодно удалять из атмосферы 36 тыс. т углекислого газа, а работу он начнет через 18-24 месяцев.

В компании признают, что для компенсации выбросов CO2 в атмосферу от деятельности человека каждый год необходимо удалять из воздуха миллионы тонн углекислого газа. Потребуются сотни тысяч установок "Косатка" и "Мамонт", чтобы добиться поставленной цели. Ее Climeworks намерена достичь к 2050 году, ожидая долгий и непростой путь к решению проблемы климатической нейтральности.

Извлеченный из воздуха углекислый газ смешивается с водой и закачивается в полости в земле - шахты и природные резервуары. Занимается этим подрядчик в лице компании CarbFix. Обычно минерализация (связывание) углекислого газа в естественных условиях длится сотни и даже тысячи лет, но в CarbFix разработали технологию для ускорения процесса, который теперь сможет завершаться в течение двух лет.

Установки Orca и Mammoth работают от возобновляемых источников. "Косатка" питается от геотермальных источников, и аналогичное поступление энергии на установки будет реализовано на предприятии "Мамонт".

Добавим, в США в мае этого года на создание национальных центров по удалению CO2 из воздуха выделили бюджет $3,5 млрд. Планируется, что к концу текущего десятилетия из атмосферы будут извлекаться сотни тысяч тонн углекислого газа, а к 2050 году - миллионы тонн.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте