Учёные создали плёнки с эффектом памяти, которые изменят терморегуляцию чипов

Японские и немецкие учёные представили новую эластокалорическую систему охлаждения, не требующую традиционных громоздких компрессоров или электроприводов. Исследователи из Университета Цукуба и Технологического института Карлсруэ заставили систему запускать цикл охлаждения непосредственно от внешнего источника тепла.

Как сплавы с памятью формы заменили компрессор 

В основе разработки лежит использование двух ультратонких металлических пленок:

• Привод (22 мкм, TiNi): сжимается при нагревании, преобразуя тепловую энергию в механическое движение.
• Хладагент (26,5 мкм, TiNiFe): растягивается под действием силы первой пленки, вызывая фазовый переход в кристаллической решетке и поглощая тепло.

Термопривод из TiNi продемонстрировал впечатляющее соотношение силы к смещению — 14,5 Н/мм по сравнению с 1,1 Н/мм у традиционных электромеханических аналогов. В лабораторных испытаниях прямой нагрев системы от источника температурой 130 °C обеспечил мощность охлаждения 3,32 Вт/г при перепаде температур 2,2 К.

Как это может помочь микроэлектронике

Основная ценность этой технологии заключается в её потенциальной способности использовать отработанное тепло процессора для самоохлаждения. На данный момент выходная мощность прототипа составляет всего 2,09 мВт, чего недостаточно для современных кремниевых кристаллов, а система требует циклического нагрева, а также более быстрого времени отклика.

В настоящее время учёные работают над соединением нескольких плёнок с целью увеличения объёма активного материала и повышения эффективности.