Bir grafen katmanı bir işlemci içindeki sıcak noktalardaki çalışma sıcaklığını yüzde 25’e kadar varan bir ölçüde azaltabilir. Bu ise bilgisayarların ve diğer elektronik aygıtların çalışma ömrünü uzatabilecek kayda değer bir sonuçtur. İsveç’ten Chalmers Üniversitesi’nin başını çektiği uluslararası bir grup araştırmacı dünyada ilk kez grafenin silikon temelli elektronik üzerine ısı yayma etkisine sahip olduğu gösterildi. Araştırmacılar tarafından bu keşfin elektroniğin giderek küçültülmesinde işlevselliği artıracak kapılar açması bekleniyor.
Sıcak noktalarına grafen malzemesinin yerleştirildiği bir elektronik bileşen.
Modern elektronik sistemleri daha fazla işlevsellik kazanmak amacıyla sürekli artan talepten dolayı çok büyük oranda ısı üretirler. Bu elektronik sistemlerin uzun bir çalışma ömrü sağlanması için de etkili bir şekilde üretilen ısının çıkarılması gereklidir. Bir elektronik sistemin çalışma ömrü çalışma sıcaklığındaki 10 °C’lik bir artış ile neredeyse yarı yarıya düşer.
Bu habere konu olan çalışma sırasında ise, araştırmacılar elektroniğin en yoğun çalıştığı örneğin bir işlemcinin içi gibi küçük bir alanda sıcaklığın azaltılmasına odaklandılar. Böyle küçük sıcak noktalar tüm elektronikte bulunur. Bu küçük sıcak noktalar bir mikro veya nano ölçek dahilindedirler, başka bir deyişle büyüklükleri bir milimetrenin binde biri ya da daha küçüktür.
Sıcak noktalardaki normal çalışma sıcaklığı grafen katmanlı soğutma ile 55 °C’den 115 °C’e kadar değişen bir sıcaklık aralığındadır. Araştırmaclar 13 derece kadar sıcaklıkta azaltma sağladılar. Bu durumda, sadece enerji verimliliğinde bir iyileştirme değil aynı zamanda elektronik aygıtın çalışma ömrünün uzatılmış olması da sağlandı.
Verimli soğutma otomotiv elektroniği, güç elektroniği, bilgisayarlar, radyo baz istasyonları ve çeşitli ışık yayan diyotlar veya LED’ler gibi çok farklı uygulamalarda önemli bir sorundur. İşte bu sorunun aşılmasıyla elde edilecek elektronik üstün soğutma çok büyük avantajlar sağlayabilir. 2006 yılındaki verilere dayanarak ABD’de yapılan bir araştırmaya göre veri sunucularını çalıştırmak için kullanılan toplam elektriğin yüzde 50’si soğutma sistemlerinde harcanıyor. Hem enerjide tasarrufun sağlanması hem de aygıtların çalışma ömürlerinin uzaması açısında verimli ve etkili bir soğutma elektronik endüstrisi ve bu endüstrideki tüketiciler olarak yer alan bizler için -örneğin bu yazıyı hazırlarken şu yaz sıcağında bilgisayarım böyle ısınmasa ne iyi olurdu- üstesinden gelmesi gereken bir sorundur. Grafen malzemesi de bu sorunun çözülmesinde önemli katkılar sağlayabilir.
Bu habere konu olan makale: Gao, Z. et al. Thermal chemical vapor deposition grown graphene heat spreader for thermal management of hot spots, Carbon, Volume 61, September 2013, Pages 342–348. www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622313004272
Gökhan Atmaca, MSc. twitter.com/kuarkatmaca | facebook.com/anadoluca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Kaynak: http://phys.org/news/2013-07-graphene-efficient-electronics-cooling.html
->Grafenin elektronik uygulamaları isimli yazımız ilginizi çekebilir.
