مهندسون يخترعون مواد جديدة تزيد من نقل الحرارة

في إنجاز هندسي قد يغيّر مستقبل الحوسبة والتقنيات الكمية، تمكن فريق من المهندسين من تطوير مواد "ميتا" مصنوعة من الذهب قادرة على زيادة تدفق الحرارة عبر فجوات متكونة على مستوى النانو بنسبة تصل إلى 400٪، مما يمهد الطريق لتبريد أسرع وأكثر كفاءة للرقائق الإلكترونية والأجهزة الكمية التي تعاني من تراكم الحرارة.

قاد البحث علماء من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا ETH بزيورخ ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا(MIT) ، حيث صمموا هياكل ذهبية فائقة الرقة تتحكم في الموجات الكهرومغناطيسية لتعزيز ظاهرة الإشعاع الحراري في المجال القريب، وهي عملية تنتقل فيها الحرارة عبر موجات متلاشية دون تلامس مباشر.

ومن خلال ترتيب البنى الذهبية بحجم مقياس النانو في أنماط دورية دقيقة، تمكن الباحثون من تضخيم ظاهرة نفق الفوتونات بين الأسطح المفصولة ببضعة نانومترات، مما أدى إلى تحسين كبير في التوصيل الحراري دون اتصال مادي.

ويُتوقع أن يُحدث هذا التقدم ثورة في مجال تبريد المعالجات الدقيقة، إذ يسمح بتشغيلها بسرعات أعلى مع الحفاظ على الاستقرار، كما يمكن أن يفيد الحساسات الكمية والدوائر فائقة التوصيل التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجات الحرارة ، ويعمل الفريق حاليًا على دراسة تصاميم مشابهة باستخدام الجرافين وكربيد السيليكون لتحسين إدارة الحرارة على المستوى النانو في إلكترونيات الجيل القادم.