Сегодня 15 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали полупроводниковый кулер для всего — без движущихся частей, шума и жидкости

Исследователи из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, APL) совместно с Samsung Electronics разработали новый твердотельный термоэлектрический охлаждающий материал, пригодный для массового производства с использованием полупроводниковой технологии. Разработчики утверждают, что новинка в два раза эффективнее ранее разработанных термоэлектрических материалов для охлаждения электронного оборудования.

 Источник изображения: eenewseurope.com

Источник изображения: eenewseurope.com

Технология твердотельного термоэлектрического охлаждения CHESS (Controlled Hierarchically Engineered Superlattice Structures — «управляемые иерархически спроектированные сверхрешёточные структуры») стала результатом десятилетних исследований APL. Изначально она разрабатывалась в рамках проекта национальной безопасности для программы DARPA в США, но авторы считают, что спектр применения CHESS гораздо шире — от охлаждения протезов конечностей до отвода тепла от электронного оборудования.

«Наша реальная демонстрация охлаждения с использованием новых термоэлектрических материалов показывает возможности CHESS, — заявил руководитель совместного проекта Рама Венкатасубраманиан (Rama Venkatasubramanian). — Это знаменует собой значительный скачок в технологии охлаждения и закладывает основу для перевода достижений в области термоэлектрических материалов в практические, крупномасштабные, энергоэффективные холодильные приложения».

Технология основана на использовании электронов для отвода тепла через специализированные полупроводниковые материалы, что устраняет необходимость в движущихся частях или охлаждающих жидкостях. Исследователи использовали металлоорганическое химическое осаждение из паровой фазы (MOCVD) для производства материалов CHESS. По словам учёных, «этот метод известен своей масштабируемостью, экономической эффективностью и способностью поддерживать крупносерийное производство».

 Структура CHESS в тонкоплёночных материалах P- и N-типа / Источник изображения: nature.com

Структура CHESS в тонкоплёночных материалах P- и N-типа. Источник изображения: nature.com

Используя материалы CHESS, команда разработчиков достигла почти 100 % повышения эффективности отвода тепла по сравнению с традиционными термоэлектрическими материалами при комнатной температуре. Это означает почти 75 % повышение эффективности на уровне устройства в термоэлектрических модулях и 70 % повышение эффективности в полностью интегрированной системе охлаждения.

 Охлаждение большой площади с минимальным количеством пар P-N./ Источник изображения: nature.com

Охлаждение большой площади с минимальным количеством пар P-N. Источник изображения: nature.com

«Эта тонкоплёночная технология имеет потенциал для роста от питания небольших холодильных систем до поддержки крупных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха зданий, подобно тому, как литий-ионные батареи были масштабированы для питания таких маленьких устройств, как мобильные телефоны, и таких больших, как электромобили», — уверен Венкатасубраманиан.

Разработчики планируют продолжить совершенствование термоэлектрических материалов CHESS с акцентом на повышение эффективности, чтобы приблизиться к эффективности обычных механических систем. В скором времени они собираются продемонстрировать более масштабные холодильные системы на основе CHESS, включая морозильные камеры. Другим направлением их дальнейшей работы станет интеграция ИИ для оптимизации энергоэффективности при раздельном или распределённом охлаждении в холодильном и климатическом оборудовании.

 Термоэлектрическое качество (ZT) при температуре 300 К, измеренное методом Хармана / Источник изображения: nature.com

Термоэлектрическое качество (ZT) при температуре 300 К, измеренное методом Хармана. Источник изображения: nature.com

«Помимо охлаждения, материалы CHESS также способны преобразовывать разницу температур, например, тепло тела, в полезную энергию, — отметил менеджер исследовательской программы Джефф Маранчи (Jeff Maranchi). — В дополнение к продвижению тактильных систем следующего поколения, протезов и человеко-машинных интерфейсов, это открывает дверь к масштабируемым технологиям сбора энергии для приложений, начиная от компьютеров и заканчивая космическими аппаратами — возможности охлаждения, которые были нереализуемы с помощью старых громоздких термоэлектрических устройств».

 Термическое моделирование и внедрение модулей TFTEC в холодильную систему / Источник изображения: nature.com

Термическое моделирование и внедрение модулей TFTEC в холодильную систему. Источник изображения: nature.com

Разработчики уверены, что технология охлаждения CHESS открывает новые перспективы не только в научном, но и в коммерческом плане. В настоящее время они работают над переводом этих инноваций в практические, реальные приложения.

Источники:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Сбер» представил платформу GigaCode Desktop для автоматизации задач силами ИИ-агентов 2 ч.
«Экстраординарно жестокая» игра Machine Party от автора Buckshot Roulette предложит состязаться с друзьями не на жизнь, а на смерть — трейлер и дата выхода 2 ч.
«Лаборатория Касперского» представила решение Kaspersky VM для поиска и управления уязвимостями в корпоративной среде 5 ч.
«Люди перестанут быть высшей формой жизни»: глава SoftBank оценил ИИ-революцию в $5 трлн в год 5 ч.
WhatsApp готовит собственное облако для резервных копий чатов 6 ч.
Набор смайликов Unicode пополнили огурец с пупырышками, треснувшее лицо и другие полезные картинки 6 ч.
Число владельцев доменов в России растёт быстрее числа самих доменов 6 ч.
Microsoft станет реже пересматривать цены в местной валюте на облачные продукты 6 ч.
Защиту Microsoft Secure Boot взломали десять лет назад, но заметили это только сейчас 7 ч.
PayPal предложили купить за $53 миллиарда 7 ч.
Google выкупила всю энергию 2,5-ГВт солнечной электростанции в США, которая ещё даже не построена 4 ч.
Sony отложила выпуск аркадного геймпада PlayStation FlexStrike на неопределённый срок 5 ч.
Asus выпустила игровые мониторы ROG Swift OLED PG27UCWM и PG32UCWM — Tandem RGB OLED и режимы 4K@240 и FHD@480 Гц 5 ч.
Palit представила видеокарту GeForce RTX 3060 Infinity 2 OC на пятилетнем GPU 6 ч.
Бум ИИ разгонит рынок оборудования для выпуска чипов до рекордных $230 млрд к 2028 году 6 ч.
В обход FLAPD: Pure DC запустит в Финляндии 550-МВт ИИ ЦОД стоимостью €7,5 млрд 6 ч.
Google призналась, что стоит за проектом гигаваттного ИИ ЦОД в Вайоминге, который будет потреблять больше энергии, чем все дома штата 7 ч.
Нью-Йорк стал первым штатом США, утвердившим временный мораторий на строительство ЦОД мощностью более 50 МВт 7 ч.
Россия и США договорились летать на МКС до 2030 года, обсудили координацию спутников и лунные программы 7 ч.
Топливный кризис ускорил внедрение электрических такси в Китае 7 ч.