Сегодня 07 ноября 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 🔥
У клавиатуры iPhone нашёлся список из 100 тыс. запретных слов — но набирать их всё равно можно 7 ч.
Просто деньги очень нужны: Anthropic не откажется от IPO на фоне биржевого обвала 8 ч.
Китайский ИИ почти догнал секретную модель OpenAI во взломе сетей — и оказался дешевле 9 ч.
Ноябрьские игровые релизы грозят опустошить офисы — сотрудники массово берут выходные 13 ч.
Новая статья: Stygian: Outer Gods — лавкрафтианский кошмар. Опять. Рецензия 23 ч.
Бывший босс PlayStation объяснил, почему спустя 11 лет Sony так и не выпустила ни ремейк, ни сиквел Bloodborne 06-11 22:07
IPO на $1,5 трлн под угрозой: потенциальных инвесторов Anthropic напугал обвал акций IT-компаний 06-11 21:32
Paint оказался дырявым: уязвимость позволяет удалённо взламывать Windows 11 — Microsoft выпустила патч, но он не приходит 06-11 21:02
Кибератака полностью уничтожила облачную инфраструктуру Beget — хостинг-провайдер восстанавливает её с нуля 06-11 20:53
Энергетическая дискриминация: ИИ тратит на запросы на некоторых языках до 180 раз больше энергии, чем на английский 06-11 20:41
Расследование показало, что США разрешили закупать чипы Nvidia несуществующим китайским компаниям 32 мин.
Synology выпустила двухконтроллерную СХД PAS3600 на 12 накопителей SATA 7 ч.
Дорогая память не помогла: биржевой обвал спутал планы китайской YMTC по IPO 9 ч.
Умные очки Samsung и Warby Parker будут доступны для предзаказа с 12 ноября 9 ч.
CPS PCCooler — семейство кулеров, СЖО, корпусов и БП для самых мощных рабочих станций 11 ч.
Конкурент Starlink анонсировал собственную ракету — первый запуск намечен на 2028 год 12 ч.
Nvidia ищет следы контрабанды — будущих партнёров в Азии обяжут подключить мониторинг чипов 15 ч.
Новые смартфоны всё чаще комплектуют б/у памятью — перепаянная DRAM будет в 9 % гаджетов в следующем году 21 ч.
Tesla сообщила о планах по выпуску ИИ-ускорителей SI и Dojo 3 22 ч.
YMTC хочет выпускать передовую NAND почти без западных технологий — 70 % оборудования на новом заводе будет китайским 23 ч.