جدیدترین دستاورد محققان؛

نانوساختار‌ها گوشی‌های هوشمند را کارآمدتر می‌کنند

محققان نانوکامپوزیت‌ها و مدار‌های نانوالکتریکی را برای بهبود انرژی، حرارت و عملکرد‌های محاسباتی توسعه داده اند که می‌تواند گوشی‌های هوشمند و دیگر وسایل الکترونیک را کارآمدتر کند.

کد خبر: ۸۰۵۲۱۶

يکشنبه - ۲۶ آبان ۱۳۹۸ / November 17, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان نانوکامپوزیت‌ها و مدار‌های نانوالکتریکی را برای بهبود انرژی، حرارت و عملکرد‌های محاسباتی توسعه داده اند. این موضوع می‌تواند گوشی‌های هوشمند و دیگر وسایل الکترونیک را کارآمدتر کرده و پتانسیل نیروی خورشیدی را بهبود ببخشد.

در دنیای امروز نانومواد نقش مهمی در دستگاه‌های هوشمند و سنسورها، خانه‌های هوشمند، دستگاه‌های خودکار، روبات ها، زیست فناوری و دارو بازی می‌کنند.

اما مدار‌ها بسیار مینیاتوری و سریع شدند و نمی‌توانند گرمای حاصل از پردازش اطلاعات را کنترل کنند. ال مارسی در دانشگاه ژول ورن فرانسه در این باره گفت: راه‌های استاندارد از بین بردن این مشکل مانند ایجاد گرمای کمتر یا حتی از بین بردن آن نتوانسته موثر باشد.

این پروژه که ENGIMA نام دارد بر چگونگی توزیع موثر الکتریسته در مقیاس کوچک و دستیابی به امکانات و کاربرد‌هایی که تا چندسال پیش غیرممکن بود، تمرکز کرده است.

چالش اصلی پیش روی محققان ENGIMA مشکل توزیع بولتزمن در نانوالکترونیک هاست. این امر با یکی از مفاهیم بنیادی الکتریسیته؛ ظرفیت خازنی مرتبط است که نشان می‌دهد بار مورد نیاز برای ایجاد ولتاژ مورد نظر در رسانا چقدر است. کتاب‌های استاندارد می‌گویند که ظرفیت خازن همیشه مثبت است؛ بنابراین ولتاژ بالا، بار ذخیره شده بالا و در نتیجه گرمای زیادی تولید می‌کند.

محققان ENGIMA در فرانسه و روسیه یک خازن منفی ایجاد کرده اند؛ دستگاهی که حدود یک دهه پیش ساخت آن غیرممکن بود. طرح‌های قبلی خازن منفی موقتی بودند اما خازن منفی ENGIMA به عنوان یک دستگاه برگشت پذیر پایدار عمل می‌کند. در خازن مثبت افزایش بار باعث افزایش ولتاژ می‌شود و برعکس در خاز منفی با افزایش بار، ولتاژ کاهش می‌یابد.

با جفت شدن دو خازن؛ ولتاژ خازن مثبت می‌تواند به نقطه‌ای بالاتر از ولتاژ کل سیستم افزایش یابد. این کار باعث می‌شود برق در مناطقی از مدار که نیاز به ولتاژ بالاتر دارد توزیع شود، در حالیکه کل مدار با ولتاژ پایین تری کار می‌کند. این کشف به کاهش تغییر انرژی و ولتاژ مورد استفاده دستگاه‌های الکترونی کمک می‌کند.

ظرفیت خازن منفی یکی از مهمترین پیشرفت‌های اخیر در کاهش مصرف انرژی نانومدار‌ها و حل کردن مشکلات گرمایی است که عملکرد معمولی در مدار‌های محاسباتی را محدود می‌کند. براساس این تحقیق محققان طرح عملی را برای اجرای دستگاه‌های فوق کم مصرف در پردازش اطلاعات توسعه داده اند. این موضوع یعنی به صرفه‌تر شدن گوشی‌های هوشمند، دستگاه‌های اینترنتی و خودکار.

بر اساس پیشرفت‌های اخیر در فناوری فتوولتائیک برای تغییر انرژی خورشیدی، گروه تحقیقی ENGIMA در فرانسه و مکزیک نانوساختار‌های فوق منظم چندکاره جدیدی را ساخته اند. سیستم‌های فوتوولتائیک می‌توانند نسل بعدی منابع انرژی سبز ایمن، تجدید پذیر و سازگار با محیط برای باتری‌های هوشمند باشند.

نتایج حاصل از ENGIMA فرصت‌های جدیدی را برای صنایع پیشرفته به ویژه در پرداختن به مصرف انرژی فعلی نوید می‌دهد.