Revolutionair warmteoverdrachtsmechanisme ontdekt: Kwantumbenadering van elektronica koeling

Wetenschappers van het Institute of Materials Science van Madrid (ICMM-CSIC) en de Universiteit van Colorado hebben een nieuw warmteoverdrachtsmechanisme ontdekt dat de potentie heeft om de koeling van elektronica radicaal te veranderen. Deze doorbraak, gepubliceerd in *Nature Materials*, daagt traditionele thermische engineeringprincipes uit en biedt een manier om oververhitting in elektronische apparaten te voorkomen, waardoor de energie-efficiëntie wordt verbeterd. Het onderzoek richt zich op het benutten van de golfachtige eigenschappen van warmtedragers (fononen) op de nanometerschaal. In tegenstelling tot het klassieke begrip van warmtestroom als deeltjes die van warm naar koud bewegen, manipuleert deze nieuwe benadering de golfnatuur van warmte om de warmtestroom te onderdrukken. Door kleine structurele veranderingen aan te brengen in een molecuul, bereikte het team een warmteoverdrachtsreductie van meer dan 40 procent. Deze ontdekking heeft belangrijke implicaties voor het koelen van elektronische circuits, vooral in compacte apparaten en supercomputingcentra. Zoals Guilherme Vilhena van ICMM-CSIC opmerkt, kunnen de koelingskosten in AI-aangedreven centra gelijk zijn aan of hoger zijn dan de energie die wordt gebruikt om de processors zelf van stroom te voorzien. Dit nieuwe mechanisme zou kunnen leiden tot het ontwerp van innovatieve apparaten die de warmtestroom directioneel regelen, waardoor energieterugwinning uit restwarmte en de creatie van slimme, energie-adaptieve materialen mogelijk wordt. De bevindingen van het team openen nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van materiaaleigenschappen op basis van de golfnatuur van fononen, waardoor we dichter bij het creëren van geavanceerde thermische managementoplossingen voor verschillende toepassingen komen.