دیود حرارتی؛ فناوری تازهای که گوشیها و خودروهای برقی را خنکتر میکند
پژوهشگران دانشگاه هیوستون موفق به توسعه روشی نوین برای مدیریت گرما شدهاند که با هدایت یکطرفه حرارت، از داغشدن بیشازحد دستگاههای الکترونیکی جلوگیری میکند؛ فناوریای که میتواند عمر باتری را افزایش داده و عملکرد گوشیهای هوشمند، خودروهای برقی و سامانههای پیشرفته را بهبود ببخشد.
به گزارش سیتنا،تلفنهای هوشمند، خودروهای برقی و بسیاری از تجهیزات الکترونیکی که در حین کار داغ میشوند، ممکن است بهزودی به راهکاری تازه و قدرتمند برای خنکماندن مجهز شوند. مهندسان دانشگاه هیوستون فناوری جدیدی را معرفی کردهاند که مانند یک «دیود حرارتی» عمل میکند و به گرما اجازه میدهد تنها در یک جهت حرکت کند.
به گزارش دیجیتالترندز، این دستاورد بر پایه مفهومی موسوم به «یکسوسازی حرارتی» توسعه یافته و حاصل پژوهش «بو ژائو»، استاد مهندسی کالج مهندسی کالن، به همراه دانشجوی دکترای او «سینا جعفری» است. هدف این فناوری، کنترل مؤثرتر نقاط داغ در دستگاههای الکترونیکی، جلوگیری از افزایش بیشازحد دما و در نهایت افزایش عمر باتری است. نتایج این پژوهش در نشریه علمی Physical Review Research منتشر شده است.
یکی از چالشهای اصلی در دستگاههای قابلحمل امروزی، حرکت آزادانه گرما در تمامی جهات است. در مواد رایج، حرارت تولیدشده توسط پردازنده یا باتری میتواند در داخل دستگاه باقی بماند یا حتی به قطعات حساس بازگردد؛ مسئلهای که موجب افت عملکرد، افزایش دما و فرسودگی سریعتر باتری میشود.
دیود حرارتی این روند را تغییر میدهد. این ساختار بهگونهای طراحی شده که گرما را به سمت جلو هدایت کرده و مانع بازگشت آن میشود؛ قابلیتی که به مهندسان امکان میدهد دمای داخلی دستگاهها را با دقت بسیار بیشتری کنترل کنند.
در این فناوری، بهجای استفاده از مواد معمول، از ساختارهای نیمهرسانا در حضور میدان مغناطیسی بهره گرفته شده است. میدان مغناطیسی مسیر حرکت انرژی حرارتی را در مقیاس میکروسکوپی تغییر میدهد و حالتی شبیه به دیودهای الکتریکی ایجاد میکند که تنها اجازه عبور جریان در یک جهت را میدهند.
کنترل انتقال گرمای تابشی به این روش، شکل تازهای از مدیریت حرارتی را معرفی میکند که میتواند خطر داغشدن بیشازحد را در گوشیهای هوشمند، خودروهای برقی، ماهوارهها و حتی سامانههای پیشرفته هوش مصنوعی کاهش دهد؛ حوزههایی که تجمع گرما یکی از چالشهای جدی طراحی بهشمار میرود.
تا پیش از این، گرمای بیشازحد یکی از عوامل محدودکننده عمر باتری و پایداری عملکرد دستگاهها بود. دیود حرارتی میتواند حتی در شرایط استفاده سنگین یا محیطهای گرم، دمای قطعات کلیدی را در محدودهای ایمن نگه دارد.
در حال حاضر، این فناوری بیشتر در قالب مدلها و شبیهسازیهای رایانهای توسعه یافته، اما پژوهشگران در حال ساخت نمونههای واقعی برای آزمایش عملکرد آن در دنیای واقعی هستند. در صورت موفقیت، این فناوری میتواند مسیر ورود به محصولات مصرفی را هموار کرده و راهحلی امیدوارکننده برای یکی از رایجترین مشکلات دنیای فناوری ارائه دهد.
انتهای پیام
افزودن دیدگاه جدید