Registreer nu

Log in

vergeten wachtwoord

Wachtwoord vergeten? Vul alstublieft uw e-mail adres in. U ontvangt een link ontvangen en zal een nieuw wachtwoord via e-mail te creëren.

bericht toevoegen

Je moet inloggen om bericht toe te voegen .

question

U moet inloggen om een ​​vraag te stellen.

Log in

Registreer nu

Welkom bij Scholarsark.com! Uw inschrijving krijgt u toegang te verlenen tot het gebruik van meer kenmerken van dit platform. U kunt vragen stellen, maken bijdragen of antwoorden bieden, bekijk profielen van andere gebruikers en nog veel meer. Registreer nu!

Hoe kunnen we het ontwerp van elektronische apparaten die niet oververhitten?

Een nieuwe thermische transistor kan helpen gedrag warmte van gevoelige elektronische componenten en isoleert tevens deze tegen chip en kringsmislukking. Je hebt de warmte gevoeld - de smartphone die verwarmt tijdens het uitvoeren van een navigatie-app of de laptop die te warm wordt voor uw schoot.

De warmte geproduceerd door elektronische inrichtingen doet meer dan ergeren gebruikers. Warmte-geïnduceerde holtes en kraken kunnen veroorzaken chips en circuits te mislukken.

Een nieuwe technologie is bedoeld om elektronica te beschermen tegen de schadelijke effecten van hitte. | Illustratie door Kevin Craft

Nu een Stanford-geleide engineering team heeft een manier gevonden om niet alleen warmte kunnen beheren, maar help het weg te leiden van gevoelige apparaten. Schrijven in Nature Communications, de onderzoekers beschrijven een thermische transistor - een schakelaar op nanoschaal die warmte kan wegleiden van elektronische componenten en deze isoleert tegen de schadelijke effecten ervan.

“Het ontwikkelen van een praktische thermische transistor kan een game changer in de manier waarop we het ontwerp van elektronica,”Zei senior auteur Kenneth Goodson, een professor in de machinebouw.

Onderzoekers hebben geprobeerd om schakelaars warmte voor jaren te ontwikkelen. Vorige thermische transistors bleek te groot, te traag en niet gevoelig genoeg voor praktisch gebruik. De uitdaging is het vinden van een nanoschaal technologie die herhaaldelijk in en uit kunnen schakelen, een grote hot te koelen switching contrast en geen bewegende delen.

Geholpen door elektrotechnicus Eric Pop en materiaalwetenschapper Yi Cui, Goodson's team overwon deze obstakels door te beginnen met een dun laagje molybdeendisulfide, een halfgeleidend kristal dat bestaat uit gelaagde vellen atomen. Net 10 nanometer dik en effectief bij kamertemperaturen, dit materiaal kan worden geïntegreerd in de huidige elektronica, een kritische factor voor het maken van de technologie praktisch.

Om deze halfgeleider warmtegeleidende maken in een transistor-achtige switch, de onderzoekers gebaad het materiaal in een vloeistof met veel lithiumionen. Wanneer een kleine elektrische stroom wordt toegevoerd aan het systeem, de lithium atomen gaan doordringen in de lagen van het kristal, het veranderen van de warmtegeleidende eigenschappen. Als het lithiummetaal concentratie toeneemt, de thermische transistor uitschakelt. Werken met de groep Davide Donadio's aan de Universiteit van Californië, Davis, ontdekten de onderzoekers dat dit gebeurt omdat de lithiumionen uit elkaar te zetten de atomen van het kristal. Dit maakt het moeilijker voor de warmte door te komen.

Aditya Sood, een postdoctoraal wetenschapper met Goodson en Pop en co-eerste auteur op het papier, vergeleek de thermische transistor de thermostaat in een auto. Wanneer de auto is koud, de thermostaat staat uit, voorkomen dat koelvloeistof stroomt, en de motor houdt warmte vast. Als de motor opwarmt, de thermostaat gaat open en de koelvloeistof begint te bewegen om de motor op een optimale temperatuur te houden. De onderzoekers stellen zich voor dat thermische transistors die op computerchips zijn aangesloten, aan en uit zouden gaan om de hitteschade in gevoelige elektronische apparaten te helpen beperken.

Naast het inschakelen van dynamische warmteregeling, de resultaten van het team bieden nieuwe inzichten in de oorzaken van het falen van lithium-ionbatterijen. Omdat de poreuze materialen in een batterij zijn doordrenkt met lithium, ze belemmeren de warmtestroom en kunnen ervoor zorgen dat de temperatuur omhoog schiet. Denken over dit proces is cruciaal voor het ontwerpen van veiliger batterijen.

In een verdere toekomst de onderzoekers veronderstellen dat thermische transistoren kunnen worden aangebracht in circuits voor het berekenen met behulp van warmte logica, liefst halfgeleider transistoren berekenen op basis van elektriciteit. Maar terwijl enthousiast over de mogelijkheid om warmte te controleren op nanoschaal, de onderzoekers zeggen dat deze technologie is vergelijkbaar met waar de eerste elektronische transistors waren enkele 70 jaren geleden, wanneer zelfs de uitvinders konden niet volledig te visualiseren hoe ze mogelijk hadden gemaakt.

"Voor de eerste keer, echter, een praktische thermische transistor op nanoschaal is binnen handbereik,”Goodson zegt.


Bron: engineering.stanford.edu, door Andrew Myers

Wat betreft Marie

Laat een antwoord achter