écran-thermique-mince-protection-appareils-é;ectroniques
Nos appareils électroniques sont devenus indispensables; que ce soit, les smartphones, les ordinateurs ou tout autres appareils contenant des composés électroniques. mais ils ont un problème; ils chauffent rapidement ce qui peut nuire à leur bon fonctionnement et réduire leur durée de vie.

Un écran thermique de 10 atomes d’épaisseur

Mais des chercheurs de Stanford pensent avoir trouvé la solution en créant un écran thermique ne faisant que 10 atomes d’épaisseur qui est empilé comme des feuilles de papier au sommet de points chauds, pouvant fournir la même isolation qu’une feuille de verre 100 fois plus épaisse.
À court terme, ces écrans thermiques permettront aux ingénieurs de rendre les appareils électroniques encore plus compacts que ceux d’aujourd’hui, a déclaré Eric Pop, professeur de génie électrique et auteur principal de cette recherche. «Nous examinons la chaleur dans les appareils électroniques d’une manière totalement nouvelle», a déclaré Pop.

Détecter le son sous forme de chaleur

La chaleur que nous ressentons des smartphones ou des ordinateurs portables est en fait une forme inaudible de son haute fréquence. Si cela semble fou, considérons la physique sous-jacente. L’électricité circule à travers les fils sous forme de flux d’électrons. Lorsque ces électrons se déplacent, ils entrent en collision avec les atomes des matériaux par lesquels ils passent.
À chaque collision, un électron fait vibrer un atome, et plus le courant circule, plus il y a de collisions, jusqu’à ce que les électrons battent sur les atomes comme autant de marteaux sur autant de cloches – sauf que cette cacophonie de vibrations se déplace à travers le matériau solide à une fréquence très au-dessus du seuil de l’audition, générant de l’énergie que nous ressentons comme de la chaleur.
«Nous avons adapté cette idée en créant un isolant utilisant plusieurs couches de matériaux atomiquement minces au lieu d’une masse épaisse de verre», a déclaré le chercheur postdoctoral Sam Vaziri, principal auteur du document. Les matériaux atomiquement minces sont une découverte relativement récente. Il y a à peine 15 ans, les scientifiques ont pu isoler certains matériaux en couches aussi minces.

Du graphène et trois autres matériaux en forme de feuille

Le premier exemple est le graphène, qui est une couche unique d’atomes de carbone et, depuis sa découverte, les scientifiques ont recherché et expérimenté d’autres matériaux en forme de feuille. L’équipe de Stanford a utilisé une couche de graphène et trois autres matériaux en forme de feuille, d’une épaisseur de trois atomes chacun, pour créer un isolant à quatre couches d’une épaisseur de 10 atomes. Malgré sa finesse, l’isolant est efficace car les vibrations de la chaleur atomique perdent une grande partie de leur énergie lorsqu’elles traversent chaque couche.
Pour rendre les boucliers thermiques nanométriques plus pratiques, les chercheurs devront maintenant trouver une technique de production de masse permettant de pulvériser ou de déposer ces couches minces de matériaux atomiques sur des composants électroniques au cours de leur fabrication.
Mais l’objectif immédiat de développer des isolateurs plus minces laisse présager une ambition encore plus grande: les scientifiques espèrent pouvoir un jour contrôler l’énergie vibratoire dans les matériaux, comme ils contrôlent désormais l’électricité et la lumière. Au moment où ils comprennent la chaleur des objets solides comme une forme de son, un nouveau domaine de la phononique est en train de naître.

Manipuler le son haute fréquence

«En tant qu’ingénieurs, nous savons beaucoup de choses sur la façon de contrôler l’électricité et nous nous améliorons avec la lumière, mais nous commençons tout juste à comprendre comment manipuler le son haute fréquence qui se manifeste sous forme de chaleur à l’échelle atomique, dit Pop.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : Stanford University
Crédit photo : Pixabay