Naukowcom i inżynierom nie udało się do tej pory stworzyć w pełni funkcjonalnego prototypu urządzenia które byłoby odporne na przegrzanie dzięki zastosowaniu nanotranzystorów w jego konstrukcji. Dlatego zdarzenie “Elektronika odporna na przegrzanie II” zostało rozstrzygnięte na NIE.
Jedną z większych przeszkód na drodze do miniaturyzacji elektroniki jest problem jej chłodzenia. Systemy chłodzenia mikroelektronicznych podzespołów zabierają coraz więcej przestrzeni oraz „pożerają” coraz więcej energii. Ciepło, które mają za zadanie odprowadzić, powstaje w wyniku przewodzenia i obróbki impulsów elektrycznych niosących informację. To ciepło nie jest tylko stratą energii, jest również przyczyną starzenia się, a w pewnych okolicznościach niszczenia elektroniki. Pamiętajmy również o miejscach w których trudno o skuteczne chłodzenie (przewody wiertnicze, chodniki kopalni, samoloty wojskowe czy statki kosmiczne). Dlatego wciąż trwają poszukiwania rozwiązań pozwalających na pracę w wyższych temperaturach co pozwoli uniknąć stosowania kłopotliwych systemów chłodzenia oraz może zapewnić mniej awaryjną pracę.
Przykładem mogą być naukowcy z NASA, których badania wywołują niemałe zamieszanie. Grupa badaczy stworzyła i przetestowała układ scalony, który pracował przez 1000 godzin w temperaturze 500 stopni Celsjusza (dla porównania zastosowanie krzemowych półprzewodników ogranicza urządzenia do pracy w max. 400 stopni Celsjusza). Stało się to możliwe dzięki zastosowaniu między innymi węglików i azotków krzemu. Mimo, iż układ ten w trakcie badania uległ w niewielkim stopniu degradacji, to ciągle mógł pełnić swoje funkcje. Jak donoszą sami naukowcy, rozwiązanie zaprezentowane przez nich może posłużyć do monitorowania i sterowania takimi urządzeniami jak silniki spalinowe czy układy montowane na platformach wiertniczych.
Inną drogę obrali naukowcy z University of Malaya w Kuala Lumpur, gdyż postanowili oni poprawić parametry tradycyjnego chłodzenia za pomocą cieczy. W efekcie powstała ciecz na bazie wody z nanocząstkami tlenków metali takich jak miedź, glin czy tytan. Mieszaniny takie (nazywane nanofluidami) zostały przetestowane przez badaczy i ocenione. Ciecz z nanotlenkiem miedzi pozwoliła na osiągniecie 98,9% teoretycznej sprawność radiatora, co w praktyce pozwala na skuteczne odbieranie ciepła od rozgrzanych elementów elektronicznych.
Jak widać z ciepłem można poradzić sobie na wiele sposobów, co pozwala twierdzić że kolejne, wcześniej niedostępne pola dla elektroniki właśnie się przed nią otwierają. Aktualnie nie udało się ciągle zahamować niszczącego działania temperatury poprzez zastosowanie nantranzystorów, jednak naukowcy się nie poddają i próbują innych rozwiązań. Warto więc śledzić ich poczynania i sprawdzać, kto pierwszy z sukcesem zaprezentuje element urządzenia działający z wysoką sprawnością w wysokiej temperaturze.
Artykuł dotyczy rozstrzygnięcia zdarzenia "Elektronika odporna na przegrzanie II". Zachęcamy do dyskutowania artykułu i rozstrzygnięcia w komentarzach na stronie zdarzenia.
Bibliografia:
Prolonged 500°C Demonstration of 4H-SiC JFET ICs With Two-Level Interconnect (ang.)
Energy, Exergy, and Friction Factor Analysis of Nanofluid as a Coolant for Electronics (ang.)
Powrót
