القلعة نيوز- تشترك خوادم مراكز البيانات والهواتف الذكية فائقة الأداء ومكونات الحاسوب في أمر واحد، هو تحديداً تراجع الأداء عندما ترتفع درجة حرارة هذه الأجهزة بشكل مفرط، وهذا أمر غير مقبول. لهذا السبب يُستخدم النحاس في تصنيعها لأنه يتميز بموصلية حرارية عالية، مما يعني قدرته على نقل الحرارة وتبديدها بكفاءة عالية على سطحه.
3 أضعاف سرعة النحاس
ووفقاً لما نشره موقع "نيو أطلس" New Atlas، يُعتبر النحاس بالفعل ممتازاً في هذا المجال. فبموصلية حرارية تبلغ حوالي 401 واط/متر.كلفن عند درجة حرارة الغرفة، يأتي في المرتبة الثانية بعد الفضة بفارق بسيط، مع كونه أقل تكلفة بكثير. لكن مهندسي الفضاء في "جامعة كاليفورنيا" UCLA اكتشفوا مادة تتفوق على كليهما بموصلية حرارية تبلغ ثلاثة أضعاف تقريباً.
نتريد التنتالوم المعدني
يُظهر نتريد التنتالوم المعدني ذو الطور ثيتا موصلية حرارية فائقة تبلغ 1100 واط/متر.كلفن، مما يعني أنه أكثر كفاءة بكثير في نقل الحرارة من النحاس والفضة. تُحدَّد موصليتها بالتفاعلات القوية بين الإلكترونات الحرة والاهتزازات الذرية المعروفة بالفونونات.
تدفق حراري فائق
يشير اسم المركب المعدني إلى بنية بلورية محددة، والتي تتمتع بخصائص معينة، مشابهة لكيفية وجود الكربون في صورة الجرافيت اللين، وأيضاً في صورة الماس الصلب.
باستخدام تقنيات تحليل البنية الجزيئية، مثل تشتت الأشعة السينية باستخدام السنكروترون والتحليل الطيفي البصري فائق السرعة، اكتشف الباحثون تفاعلات ضعيفة بشكل غير عادي بين الإلكترون والفونون في هذا التكوين المحدد لنيتريد التنتالوم. إذ إنه يسمح بتدفق حراري فائق الكفاءة عبر المادة بمقاومة أقل بكثير، متجاوزاً بكثير ما يحدث مع النحاس والفضة.
تلبية متطلبات الذكاء الاصطناعي
وأوضح يونغجي هو، أستاذ في كلية الهندسة بـ"جامعة كاليفورنيا" والذي قاد الدراسة، أنه مع التطور السريع لتقنيات الذكاء الاصطناعي، تدفع متطلبات تبديد الحرارة المعادن التقليدية كالنحاس إلى أقصى حدود أدائها، ويُصبح الاعتماد العالمي الكبير على النحاس في الرقائق الإلكترونية ومُسرّعات الذكاء الاصطناعي مصدر قلق بالغ.
ويمكن أن تُثبت هذه المادة المعدنية أنها بديلٌ مُناسب للنحاس في مُشتتات الحرارة، ليس فقط لأجهزة الكمبيوتر ومُكوّنات الذكاء الاصطناعي، بل أيضاً لأنظمة الفضاء الجوي والحواسيب الكمومية التي تتطلب تشغيلاً بارداً باستمرار.
3 أضعاف سرعة النحاس
ووفقاً لما نشره موقع "نيو أطلس" New Atlas، يُعتبر النحاس بالفعل ممتازاً في هذا المجال. فبموصلية حرارية تبلغ حوالي 401 واط/متر.كلفن عند درجة حرارة الغرفة، يأتي في المرتبة الثانية بعد الفضة بفارق بسيط، مع كونه أقل تكلفة بكثير. لكن مهندسي الفضاء في "جامعة كاليفورنيا" UCLA اكتشفوا مادة تتفوق على كليهما بموصلية حرارية تبلغ ثلاثة أضعاف تقريباً.
نتريد التنتالوم المعدني
يُظهر نتريد التنتالوم المعدني ذو الطور ثيتا موصلية حرارية فائقة تبلغ 1100 واط/متر.كلفن، مما يعني أنه أكثر كفاءة بكثير في نقل الحرارة من النحاس والفضة. تُحدَّد موصليتها بالتفاعلات القوية بين الإلكترونات الحرة والاهتزازات الذرية المعروفة بالفونونات.
تدفق حراري فائق
يشير اسم المركب المعدني إلى بنية بلورية محددة، والتي تتمتع بخصائص معينة، مشابهة لكيفية وجود الكربون في صورة الجرافيت اللين، وأيضاً في صورة الماس الصلب.
باستخدام تقنيات تحليل البنية الجزيئية، مثل تشتت الأشعة السينية باستخدام السنكروترون والتحليل الطيفي البصري فائق السرعة، اكتشف الباحثون تفاعلات ضعيفة بشكل غير عادي بين الإلكترون والفونون في هذا التكوين المحدد لنيتريد التنتالوم. إذ إنه يسمح بتدفق حراري فائق الكفاءة عبر المادة بمقاومة أقل بكثير، متجاوزاً بكثير ما يحدث مع النحاس والفضة.
تلبية متطلبات الذكاء الاصطناعي
وأوضح يونغجي هو، أستاذ في كلية الهندسة بـ"جامعة كاليفورنيا" والذي قاد الدراسة، أنه مع التطور السريع لتقنيات الذكاء الاصطناعي، تدفع متطلبات تبديد الحرارة المعادن التقليدية كالنحاس إلى أقصى حدود أدائها، ويُصبح الاعتماد العالمي الكبير على النحاس في الرقائق الإلكترونية ومُسرّعات الذكاء الاصطناعي مصدر قلق بالغ.
ويمكن أن تُثبت هذه المادة المعدنية أنها بديلٌ مُناسب للنحاس في مُشتتات الحرارة، ليس فقط لأجهزة الكمبيوتر ومُكوّنات الذكاء الاصطناعي، بل أيضاً لأنظمة الفضاء الجوي والحواسيب الكمومية التي تتطلب تشغيلاً بارداً باستمرار.
