الغرافين والقدرات الجديدة لتبريد الحواسيب والهواتف الذكية
الغرافين والقدرات الجديدة لتبريد الحواسيب والهواتف الذكية
اكتشف باحثو جامعة Rutgers في الغرافين وسيلةً قويةً لتبريد الرقاقات الإلكترونية ومليارات الترانزستورات التي تُعدُّ المكوِّنات الرئيسة للأجهزة الإلكترونية الحديثة؛ ذلك أن تقليص هذه المكوِّنات وزيادة قدرتها على المعالجة أدَّيا إلى ارتفاع درجة حرارتها، مما دفع العلماء إلى ضرورة إيجاد حلول لتبريدها.
ووفق دراسة أُجريت في جامعة Rutgers وُضع الغرافين على تجهيزات من نيتريد البورون مُسطَّحة وناعمة كما حلبة التزلج على الجليد، ومن ثم توصَّل الباحثون إلى مُعامِل قدرة تبريد أعلى بمرتين مما هو شائع في المُبرِّدات الحالية.
ومُعامِل القدرة تعبيرٌ يُشير إلى التبريد الفعَّال عندما يحمل التيار الكهربائي الحرارة بعيدًا، في حين أن التبريد السلبي يكون عندما تنتشر الحرارة انتشارًا طبيعيًّا.
وللغرافين إيجابيات كثيرة: منها أن رقاقته بثخانة طبقة ذرة واحدة من الغرافيت، وتتكوَّن من ذرَّات الكربون مُرتَّبة في شكل شعرية خلايا العسل أو ما يُشبه أسلاك بيوت الدجاج؛ ومنها أنه مُوصِل للكهرباء أفضلُ من النحاس؛ ومنها أنه أقوى 100 مرة من الفولاذ؛ وأنه ينشر الحرارة بسرعة.
تشتمل المُبرِّدات الحالية على مراوح صغيرة في الحواسيب، ولكن هذه المراوح أصبحت أقلَّ كفاءة، في حين يُستخدم الماء للتبريد في أجهزة أُخرى، ولكن طريقته مُعقَّدة, فضلاً عن أنه عُرضة للتسرُّب، ومن ثم تخريب الأجهزة التي يُستخدم فيها، ويُمكننا توصيل قطعة من الأسلاك النحاسية إلى الرقاقة الساخنة لتبديد الحرارة بالانتشار، ولكنه هذا يستغرق وقتًا؛ كما هي الحال في حوض الاستحمام عند إضافة الماء البارد إلى الماء الساخن، ولكن لنتخيل قطعة من المعدن ذات نهايات ساخنة وباردة في آنٍ معًا, حينها ستجتمع ذرَّات المعدن والإلكترونات حول النهايات الساخنة؛ لتصل إلى النهايات الباردة، وهذا أيضًا يُشبه علمية تبريد الماء الساخن المذكورة قبلاً، ولكنه أسرع؛ لأن التيار يُحفِّز الإلكترونات لحمل الحرارة بكفاءة أكثر من التبريد السلبي، وهنا تأتي أفضلية الغرافين في التبريد من خلال دمج تقنيَّتي: التبريد الفعَّال، والتبريد السلبي؛ لذا تتَّجه صناعة الإلكترونيات إلى هذا النوع من التبريد، فهناك جهود حثيثة لمتابعة البحوث في هذا المجال، ومن المحتمل جدًّا أن الغرافين سيتفوَّق فيها على غيره.
#الباحثون_المسلمون
___________
