Ngày 3 Tháng 4 Năm 2020 - Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk
Quản lý Văn bản và Điều hành
Hộp thư điện tử
Chuyên mục KH&CN
Bản tin Thông tin KH&CN
Bản tin KH&CN
Liên kết Website
Bản đồ Đắk Lắk
Bản tin quốc tế
Tấm chắn nhiệt cỡ nguyên tử để bảo vệ thiết bị điện tử
09:03 23/08/2019

Các nhà khoa học tại trường Đại học Stanford đã nghiên cứu một loại vật liệu mỏng cỡ nguyên tử, khi xếp chồng như những tấm giấy đặt trên các điểm nóng sẽ có thể cách nhiệt tương tự như một tấm kính có độ dày gấp cả trăm lần.

 

Hình trên cho thấy bốn lớp vật liệu dày cỡ nguyên tử hình thành nên một “rào chắn nhiệt” có độ mỏng tương đương 20 phần triệu của 1 tờ giấy.

 

Lượng nhiệt dư thừa khi chạy máy tính xách tay, điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử khác có thể gây khó chịu, ngoài ra còn góp phần làm hỏng hóc và trong trường hợp cực đoan thậm chí có thể khiến pin lithium phát nổ. Để tránh những sự cố đó, các kỹ sư thường chèn thêm các lớp kính, nhựa hoặc cả các lớp không khí như một tấm đệm ngăn ngừa các linh kiện sinh nhiệt (vd. những bộ vi xử lý) khỏi gây hư hỏng hoặc khó chịu cho người dùng.

 

Vừa qua, các nhà khoa học tại trường đại học Stanford đã trình diễn một loại vật liệu mỏng cỡ nguyên tử, khi xếp chồng như những tấm giấy đặt trên các điểm nóng sẽ có thể cách nhiệt ngang bằng một tấm kính có độ dày gấp trăm lần. Trong tương lai gần, các giáp chắn nhiệt mỏng hơn sẽ cho phép các kỹ sư tạo ra các thiết bị điện tử còn nhỏ gọn hơn những thứ ta đang có ngày nay, theo Eric Pop, giáo sư kỹ thuật điện và tác giả chính của bài báo mới công bố ngày 16/8/2019 trên tạp chí Science Advances.

 

GS Eric Pop nói: “Chúng tôi đang xem xét nhiệt trong các thiết bị điện tử theo một cách hoàn toàn mới”.

 

Dò âm thanh như nhiệt

 

Nhiệt lượng mà chúng ta cảm nhận được từ điện thoại thông minh hay máy tính xách tay thực ra là một dạng thức không nghe thấy được của âm thanh tần số cao. Nếu nó có vẻ điên rồ thì hãy xem xét về mặt vật lý cơ bản. Các dòng điện chạy qua các dây dẫn như một dòng điện tử. Khi các điện tử chuyển động, chúng va chạm với các nguyên tử của vật chất trong dây dẫn. Mỗi va chạm của một điện tử là nguyên nhân khiến một nguyên tử rung lên, và khi các dòng điện chảy mạnh hơn thì các va chạm cũng xảy ra nhiều hơn, cho đến khi các điện tử đánh vào các nguyên tử cản đường như từng ấy cái búa đập vào từng ấy cái chuông, trừ việc mớ âm hỗn tạp (cacophony) ấy của các rung động dịch chuyển qua vật liệu rắn lại có những tần số quá cao hơn ngưỡng nghe thấy và sinh ra năng lượng mà chúng ta cảm thấy như nhiệt.

 

Việc nghĩ về nhiệt như một dạng thức của âm thanh đã gây cảm hứng cho các nhà nghiên cứu ở ĐH Stanford vay mượn một số nguyên lý từ thế giới vật lý. Từ những ngày làm việc như một DJ radio tại trạm phát thanh KZSU 90.1 FM của Stanford, ông Pop đã biết rằng các phòng thu âm hoàn toàn yên tĩnh là nhờ có các cửa kính dày ngăn tiếng ồn bên ngoài. Một nguyên lý tương tự cũng được áp dụng vào giáp chắn nhiệt trong ngành điện tử ngày nay. Nếu cách nhiệt tốt hơn là điều quan tâm duy nhất của các nhà nghiên cứu, họ có thể chỉ đơn giản vay mượn nguyên lý cách âm của các phòng thu và chọn dùng giáp chắn nhiệt dày hơn. Nhưng cách này cũng làm hỏng mong muốn thu nhỏ hơn kích cỡ các thiết bị điện tử. Giải pháp của họ là vay mượn nguyên lý cửa sổ nhiều tấm kính để tạo ra nhiều lớp không khí với độ dày khác nhau ở giữa, làm cho không gian bên trong nhà ấm cúng và yên tĩnh hơn.

 

“Chúng tôi đã thích ứng ý tưởng đó bằng cách tạo ra một giáp chắn nhiệt sử dụng nhiều lớp vật liệu mỏng cỡ nguyên tử thay vì một tấm kính dày”, học giả sau tiến sĩ Sam Vaziri, tác giả chính của bài báo cho biết.

 

Vật liệu có độ dày cỡ nguyên tử là một phát minh tương đối mới mẻ. Chỉ mới 15 năm trước đây thôi, các nhà khoa học mới có thể cô lập được một số vật liệu thành những lớp mỏng như vậy. Ví dụ đầu tiên là graphene, một lớp mỏng nguyên tử carbon và kể từ khi nó được phát minh, các nhà khoa học đã trông đợi và thí nghiệm với các vật liệu lớp mỏng khác. Nhóm nghiên cứu ở ĐH Stanford đã sử dụng một lớp graphene và ba tấm vật liệu mỏng khác - mỗi tấm dày ba nguyên tử - để tạo ra một giáp chắn nhiệt gồm 4 lớp chỉ dày cỡ 10 nguyên tử. Mặc dù mỏng như vậy, giáp chắn nhiệt rất hiệu quả bởi các rung động nhiệt nguyên tử bị suy giảm và mất nhiều năng lượng khi chúng di chuyển qua từng lớp.

 

Để tạo ra các giáp chắn nhiệt ở cấp độ nano mét trong thực tiễn, nhóm nghiên cứu sẽ phải tìm một số kỹ thuật sản xuất hàng loạt cho phép phun phủ hoặc ngưng đọng các lớp vật liệu mỏng cỡ nguyên tử vào thẳng các linh kiện điện tử trong quá trình sản xuất. Nhưng đằng sau mục tiêu phát triển các chất cách nhiệt mỏng hơn đã lộ ra một tham vọng lớn hơn: nhóm khoa học hy vọng một ngày nào đó sẽ có thể điều khiển được năng lượng rung động bên trong các vật liệu theo cách mà hiện nay họ đang điều khiển điện và ánh sáng. Vì họ đã đến chỗ hiểu nhiệt trong các vật thể rắn như một dạng thức của âm thanh, một lĩnh vực mới đang xuất hiện với cái tên tạm gọi là âm tử học (phononics) được phối ghép từ những thuật ngữ có cội nguồn tiếng Hy Lạp như điện thoại (telephone), máy quay đĩa (phonograph) và ngữ âm học (phonetics).

 

“Là những kỹ sư, chúng tôi biết nhiều về cách điều khiển điện, và chúng tôi đang làm tốt hơn với ánh sáng nhưng chúng tôi mới chỉ bắt đầu hiểu về cách điều khiển âm thanh cao tần tự biểu hiện giống như nhiệt ở cấp độ nguyên tử”, ông Pop nói.

 

Theo Khoahocphatrien

Các tin khác

Có thể ghép thận và tim lợn cho người Cảm biến thông minh giúp ‘đo đạc’ quá trình lành vết thương Philippines thành lập cơ quan không gian vũ trụ Tạo ra mảnh vàng mỏng hơn một triệu lần móng tay người Israel bào chế thành công vắc xin ngừa ung thư da Sẽ khủng hoảng lương thực nếu không kiểm soát được khí thải carbon Chế tạo thành công 'lò xo nano' giúp phân hủy nhựa dưới biển Bổ sung Selenium vào thức ăn chăn nuôi - tăng cường miễn dịch ở gia cầm Phát hiện nguyên nhân mới gây lão hóa tế bào Mỹ phát hiện phân nhóm tế bào kích hoạt dị ứng thực phẩm
Thông báo
Công văn số 2595/UBND-KGVX ngày 26/3/2020 V/v tuyên truyền, hưởng ứng và tham gia Cuộc vận động “Hiến kế xây dựng và phát triển tỉnh Đắk Lắk giàu đẹp, văn minh”
Công văn số 148/SKHCN-VP ngày 19/3/2020 V/v triển khai ứng dụng khai báo y tế tự nguyện
Thông báo số 34/TB-SKHCN ngày 19/3/2020 V/v thực hiện các quy định về công tác Văn thư theo Nghị định 30/2020/NĐ-CP ngày 05/3/2020
Công văn số 127/SKHCN-VP ngày 13/3/2020 V/v đôn đốc thực hiện báo cáo định kỳ
Thông báo số 101/SKHCN-KH ngày 04/03/2020 V/v đặt bài tham luận Hội thảo khoa học tổ chức tại Đắk Lắk
Thông báo số 18/TB-TĐC ngày 04/03/2020 V/v triển khai thực hiện Văn bản Kỹ thuật Đo lường Việt Nam
Thông báo số 28/TB-SKHCN ngày 24/02/2020 V/v Tổ chức Cuộc thi "Tìm hiểu 80 năm lịch sử vẻ vang Đảng bộ tỉnh Đắk Lắk (23/11/1940 - 23/11/2020)"
Thông báo số 30/TB-SKHCN ngày 25/02/2020 V/v đề xuất nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp Quốc gia năm 2021
Thông báo số 29/TB-SKHCN ngày 24/02/2020 V/v đề xuất Dự án thuộc Chương trình Nông thôn miền núi thực hiện từ năm 2021
Thông báo số 25/TB-SKHCN ngày 10/02/2020 V/v Đề xuất nhiệm vụ thuộc "Chương trình bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn gen đến năm 2025, định hướng đến năm 2030"
Kế hoạch số 1054/KH-UBND ngày 12/02/2020 V/v tổ chức các hoạt động nhân Ngày Quốc tế hạnh phúc 20 tháng 3 năm 2020 trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk
Thông báo số 16/TB-SKHCN ngày 06/02/2020 V/v xây dựng danh mục đề xuất nhiệm vụ KH&CN cấp cơ sở thực hiện năm 2021 đối với các huyện, thị xã, thành phố
Thông báo số 07/TB-SKHCN ngày 04/02/2020 V/v tuyển chọn tổ chức, cá nhân chủ trì thực hiện nhiệm vụ KH&CN cấp tỉnh năm 2020
Thông báo số 06/TB-SKHCN ngày 21/01/2020 V/v đề xuất nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh năm 2021
Thông báo số 165/TB-SKHCN ngày 30/12/2019 V/v thay đổi địa điểm tiếp nhận hồ sơ và trả kết quả giải quyết thủ tục hành chính thuộc thẩm quyền giải quyết của Sở KH&CN
Công văn số 148/VSHTT-ĐTTT ngày 30/7/2019 của Viện Khoa học Sở hữu Trí tuệ, V/v đăng thông báo tiếp nhận và thực hiện yêu cầu tư vấn, hỗ trợ doanh nghiệp về sở hữu trí tuệ trên Cổng thông tin điện tử
Công văn số 434/SKHCN-CN ngày 25/6/2019 V/v mời tham gia đăng ký xét chọn tôn vinh "Doanh nghiệp đổi mới công nghệ tiêu biểu"
Kế hoạch số 4205/KH-UBND ngày 24/5/2019, Kế hoạch Triển khai các hoạt động "Tháng hành động vì môi trường hưởng ứng Ngày Môi trường thế giới 05/6/2019
Kế hoạch số 64/KH-SKHCN ngày 09/4/2019, Tổ chức cuộc thi "tìm hiểu, học tập và làm theo tư tưởng, đạo đức, phong cách Hồ Chí Minh" năm 2019
Công văn số 07/TĐC-QLĐL ngày 08/4/2019 V/v hướng dẫn thực hiện Thông tư số 15/2015/TT-BKHCN, Thông tư số 08/2018/TT-BKHCN của Bộ Khoa học và Công nghệ
Thông báo số 24/TB-SKHCN ngày 27/02/2019, Đề xuất Dự án thuộc Chương trình Nông thôn miền núi thực hiện từ năm 2020
Thông báo số 20/TB-SKHCN ngày 12/02/2019 về việc đề xuất nhiệm vụ KH&CN cấp tỉnh năm 2020
Thông báo số 07/TB-SKHCN ngày 23/1/2019, Xây dựng danh mục đề xuất nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp cơ sở thực hiện năm 2020 đối với các huyện, thị xã, thành phố
Thống kê lượt truy cập
Tổng lượng truy cập
2342788

Bản quyền thuộc Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk

Địa chỉ: 15A Trường Chinh - Thành phố Buôn Ma Thuột - Tỉnh Đắk Lắk

Điện thoại: 0262.3.952400 - Fax: 0262.3.952900

Email: vp@khcn.daklak.gov.vn

Website: http://skhcn.daklak.gov.vn

Giấy phép số: 306/GP-BC do Cục Báo Chí - Bộ VHTT&DL cấp ngày 18/07/2007