تبلیغات
نانوتکنولوژی - نانوسیال هوشمند تراشه‌های رایانه‌ای را خنك می‌كند
پنجشنبه 24 آذر 1390  03:18 ب.ظ    ویرایش: - -
نوع مطلب: نانو تکنولوژی ،

طبق گفته محققان مركز ایندیرا گاندی در هند، می‌توان نانوسیال‌های مشخصی ساخت كه هنگام اعمال یك میدان مغناطیسی به آنها، گرما را بسیار عالی هدایت می‌كنند. این پدیده را می‌توان برای خنك كردن افزاره‌‌های بسیار كوچك مانند میكرو و نانوسیستم‌های الكترومكانیكی و تراشه‌های رایانه‌ای استفاده كرد.

نانوسیال مطالعه شده بوسیله این محققان سوسپانسیون كلوئیدی از نانوذرات سوپرپارامغناطیسی Fe3O4 تك‌دامنه است كه اندازه‌ای بین 3 و 10 نانومتر دارند و از نظر مغناطیسی قابل قطبی شدن هستند، بطوری كه به یك میدان مغناطیسی ضعیف نیز پاسخ می‌دهند. این نانوذرات برای اینكه كلوخه نشوند، با تك‌لایه‌ای از مولكول‌های فعال سطحی (اسید اولئیك) روكش‌دهی شدند.


منحنی وزن‌سنجی حرارتی نانوذرات Fe3O4 روكش داده شده با اسید اولئیك؛ شكل‌های كوچك (a) طرح شماتیكی از این نانوذرات، (b)‌ تصویر HRTEM از این نانوذرات، و (c) منحنی مغناطیس‌پذیری نانوذرات Fe3O4.

در غیاب یك میدان مغناطیسی، ممان‌های مغناطیسی این نانوذرات در جهت‌های تصادفی قرار می‌گیرند. هنگام اعمال یك میدان مغناطیسی، این نانوذرات در جهت میدان هم‌راستا می‌شوند و انرژی برهم‌كنش دوقطبی مغناطیسی بین این ذرات بر انرژی گرمایی آنها غلبه می‌كند. این انرژی برهم‌كنش دوقطبی به فاصله بین ذرات مجاور و جهت متقابل‌شان بستگی دارد.

جون فیلیپ، رهبر این گروه تحقیقاتی، می‌گوید كه به محض اینكه این برهم‌كنش دوقطبی بقدر كافی قوی شد، این ذرات مغناطیسی یك ساختار شبه زنجیره‌ای تشكیل داده و در جهت میدان مغناطیسی اعمال شده به خط می‌شود. بنابراین ضریب هدایت گرمایی این نانوسیال افزایش می‌یابد، زیرا گرما می‌تواند بطور بسیار موثری در طول این زنجیر جریان یابد.

افزایش ضریب هدایت گرمایی در این نانوسیال بی‌نهایت بالا است (چندین صد برابر ضریب هدایت نانوسیال‌های مرسوم). نكته مهم دیگر این است كه این افزایش بطور كامل برگشت‌پذیر است و با اعمال میدان مغناطیسی یا موازی با جهت زنجیرهای ذره‌ای و یا عمود بر آنها، از مقادیر بالا تا پایین قابل تنظیم است. فیلیپ بیان می‌كند كه این ویژگی‌ها بدین معنا است كه این نانوسیال می‌تواند برای استفاده بعنوان خنك‌كننده هوشمند ایده‌آل باشد.

فیلیپ توضیح می‌دهد: "بسته به بار گرمایی این سیال، شما می‌توانید برای رسیدن به توان خنك‌كنندگی بالاتر به سادگی شدت میدان مغناطیسی را تنظیم كنید. برای این كار نیاز به یك مدار كنترل پسخورد در افزاره‌ای دارید كه بطور خودكار شدت میدان مغناطیسی را بسته به توان خنك‌كنندگی مورد نیاز تشخیص و تغییر می‌دهد."

این محققان جزئیات نتایج كار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی The Journal of Physical Chemistry C منتشر كرده‌اند.

   


نظرات()   

نانوتکنولوژی