Сегодня 16 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Чипы смогут охлаждать себя собственным теплом — учёные создали необычный твердотельный холодильник

Группа немецких и японских учёных продемонстрировала твердотельную систему, в которой необходимая для охлаждения механическая работа производится за счёт тепла, вырабатываемого самим охлаждаемым объектом. Чипы в центрах обработки данных смогут сами генерировать необходимую для собственного охлаждения энергию.

 Источник изображения: Karlsruhe Institute of Technology

Источник изображения: Karlsruhe Institute of Technology

Учёные Университета Цукубы (Япония) и Технологического института Карлсруэ (Германия), рассказали о системе, в которой необходимы для эластокалорического охлаждения электрический привод заменили термочувствительным сплавом с эффектом памяти формы — это запускает цикл охлаждения от внешнего источника тепла, а не традиционного привода. Прототип включает две сверхтонкие металлические плёнки, выполняющие функции привода и хладагента. 22-мкм плёнка из титано-никелевого сплава (TiNi) при нагревании сжимается, преобразуя тепловую энергию в механическое движение — в результате растягивается плёнка хладагента из титано-никелево-железного сплава (TiNiFe) толщиной 26,5 мкм и вызывается обратимый фазовый переход, который приводит к охлаждению.

В ходе лабораторных испытаний выступающую термоприводом плёнку TiNi нагрели током до 86 °C и вызвали на плёнке хладагента перепад температур в 12,9 К, в результате чего перепад между холодной и горячей частями системы составил 4 К. Когда электричество заменили прямым нагревом от внешнего источника с температурой 130 °C, и прототип обеспечил охлаждение на 2,2 К.

Используемые в электронике термоэлектрические охладители обычно демонстрируют лишь 10–15 % от теоретического предела эффективности обратного цикла Карно, то есть достигают четверти эффективности современных парокомпрессионных систем. В случае эластокалорического охлаждения сплавы с эффектом памяти формы при механическом воздействии меняют кристаллическую структуру. Механическое напряжение вызывает фазовый переход, из-за которого материал нагревается — после отвода тепла и снятия нагрузки происходит обратный процесс: материал поглощает тепло и охлаждается, то есть в роли хладагента выступает твёрдый сплав. Проблема в том, что этот материал всё равно необходимо растягивать и сжимать многократно — обычно для этого используют механические элементы разного рода, что для миниатюрных систем неприемлемо, поэтому учёные заставили один сплав с эффектом памяти формы приводить в движение другой. При нагревании плёнка TiNi восстанавливает свою первоначальную форму и сжимается, вызывая цикл охлаждения на механически связанной с ней плёнкой TiNiFe, которая, в свою очередь, растягивается.

Термический привод из плёнки TiNi обеспечил отношение силы к перемещению на 14,5 Н/мм, тогда как электромеханические элементы показывают лишь 1,1 Н/мм. Тонкие плёнки также имеют высокое отношение площади поверхности к объёму для быстрой теплопередачи. В первом испытании при нагреве от электрического тока стабильный диапазон температур после 20 циклов при удельной мощности охлаждения 4,43 Вт/г составил 4,0 К; при прямом нагреве от внешнего источника удалось добиться 3,32 Вт/г и 2,2 К соответственно.

В теории подобная система смогла бы поддерживать работу от тепла, выделяемого процессорами при работе. Но на практике при отсутствии температурного перепада между холодной и горячей сторонами охлаждающая мощность пока составляет всего 2,09 мВт, то есть с современными процессорами использовать её пока не получится; среди сдерживающих факторов отмечаются относительно медленное срабатывание и существующую геометрию системы; нагрев также необходимо сделать циклическим. Для увеличения охлаждающей способности учёные пытаются параллельно соединить несколько плёнок. Потребуется масштабирование активного материала, улучшение теплопередачи, рабочей частоты и доказательство долговечности системы.

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

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ИИ-модель Z.ai GLM-5.3 заподозрили в имитации безопасного поведения для прохождения тестов 29 мин.
ИИ поставил крест на традиционном реверс-инжиниринге игр — decomp.dev прекращает работу 31 мин.
Линус Торвальдс выпустил первый патч для Linux, написанный с ИИ — синтетический тест показал ускорение в 23 раза 2 ч.
Суд показал, какие данные пользователей Telegram раскрывает по запросам властей США 2 ч.
Разработчики The Blood of Dawnwalker раскрыли детали первого большого патча — поглаживание животных, самая низкая сложность и никакой «Новой игры +» 2 ч.
Обнаружен вредонос KGB RAT, который пытается буквально напугать жертву 2 ч.
Tencent призналась, что её ИИ-агенты ушли в самоволку во время тестов 3 ч.
Героиня киберпанк-экшена Spine в духе «Джона Уика» меняет вечернее платье на костюм попугая в новом трейлере 5 ч.
Китай решил контролировать, кому достанутся его лучшие ИИ-модели 6 ч.
Steam решит главную проблему достижений в современных играх 7 ч.
Жидкий металл не высыхает, но всё равно портится со временем — Der8auer нашёл причину 22 мин.
Високосные секунды решено отменить — чтоб интернет не сломался 2 ч.
1440p и 240 Гц всего за $120: Xiaomi представила 27-дюймовый игровой монитор Redmi G27Q 240Hz 2026 Standard Edition 3 ч.
BlackRock: приостановка строительства ИИ ЦОД в США может привести к рецессии 4 ч.
iPhone Duo разлетелись как пирожки — предзаказы уже расписаны до конца января 4 ч.
Акции CoreWeave, Oracle и прочих обременённых долгами ИИ-компаний упали на фоне ожидания повышения ключевых ставок ФРС США 4 ч.
TSMC направляет «разведчиков» в США, чтобы оценить действительно ли местным ЦОД нужно столько чипов 5 ч.
Умные очки GlassTENG работают без аккумулятора — они питаются от морганий глаз 5 ч.
Blue Origin создаёт ракетную империю во Флориде: выпуск до 150 ступеней New Glenn в год, десятки пусков и ловля ракет в море 6 ч.
Человеческие мини-мозги в пробирке научились читать шрифт Брайля 7 ч.