Сегодня 27 августа 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про системы охлаждения

Источники:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Star Wars Zero Company от авторов XCOM поступила в продажу: критики называют стратегию «новой классикой», а игроки громят за техническое состояние 2 ч.
Новый трейлер сюрреалистической игры о побеге от милиционера-великана Militsioner подтвердил релиз в 2027 году 2 ч.
«Машина для плагиата, которая отбирает у людей работу»: современный генеративный ИИ не впечатлил сценаристов The Talos Principle 3 3 ч.
Цукерберг согласился на ограничения соцсетей для подростков, но приготовил ловушку для YouTube и TikTok 4 ч.
Разработчики Fable «не бегут в страхе от других крупных игр», если только это не GTA VI 4 ч.
Metal Gear Solid 4: Guns of the Patriots наконец сбросила оковы PS3 — в продажу поступил сборник Metal Gear Solid: Master Collection Vol. 2 5 ч.
ИИ разоряет видеопродакшн уже сейчас — за 2025 год суммарные обороты сегмента упали на 17 % 5 ч.
Кашу маслом не испортишь: Adobe добавила ещё больше искусственного интеллекта в Photoshop 6 ч.
Meta согласилась защищать подростков от соцсетей строже — но лишь там, где её заставили власти 6 ч.
Любую открытую ИИ-модель можно сделать вредоносной без потери способностей, убедились учёные 6 ч.
TrendForce: в 2027 году две трети капзатрат облаков уйдут на DRAM и NAND 55 мин.
AOC показала широкоформатный QD-OLED-монитор с диагональю 48,9 дюйма и второй поменьше 3 ч.
Экономика ИИ-бума перестаёт сходиться: токены дешевеют, ИИ-ускорители дорожают — и кто покроет разницу? 4 ч.
Plaud выпустила наушники, которые запоминают разговоры за владельца — ИИ сам сделает расшифровку и заметки 4 ч.
Гигантских тараканов-киборгов вооружили шприцами и научили делать инъекции 4 ч.
Hugging Face выпустила обучаемую робоутку за $400 — она умеет петь, кататься на роликах и носить вещи в клюве 4 ч.
NVIDIA более чем удвоила выручку, но акции выросли всего на 13 % на фоне опасений ИИ-пузыря 5 ч.
Anthropic заплатит Nscale $45 млрд за аренду облачных ИИ-мощностей 6 ч.
Samsung представила новые игровые мониторы Odyssey  — размер до 49”, разрешение до 5K, частота до 1100 Гц 6 ч.
Amazon купит ещё 2 млн чипов NVIDIA и укрепит сотрудничество по другим направлениям 6 ч.