Để quản lý lượng nhiệt này, xe ô tô điện thường trang bị hệ thống tản nhiệt và ống dẫn phức tạp. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Virginia vừa phát hiện ra một phương pháp tiềm năng mang tính cách mạng: di chuyển nhiệt dưới dạng chùm ánh sáng.
Khám phá này có thể tạo ra bước ngoặt lớn cho nhiều lĩnh vực, từ điện thoại thông minh, siêu máy tính, thiết bị y tế cho đến xe ô tô điện – lĩnh vực được kỳ vọng hưởng lợi đặc biệt.
"Chìa khóa" nằm ở tinh thể Boron Nitride lục giác
Phát hiện này đã được đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Materials và được Phys.org đưa tin, cho biết vật liệu Boron Nitride lục giác (hBN) chính là yếu tố cốt lõi cho công nghệ đầy hứa hẹn này. Đây là một loại vật liệu đặc biệt sở hữu khả năng truyền nhiệt độc đáo, vượt qua những hạn chế thông thường trong quản lý nhiệt trên thiết bị điện tử.
Truyền nhiệt bằng chùm tia tập trung, không phải sóng nhỏ
Khi các linh kiện điện tử hoạt động mạnh, chúng thường nóng lên. Tình trạng này xảy ra ở máy tính khi chơi game nặng, điện thoại khi gọi video hay xe ô tô điện lúc sạc nhanh DC. Nhiệt độ tăng cao thường làm giảm hiệu suất và về lâu dài có thể gây hư hỏng linh kiện.
Thông thường, nhiệt được xử lý bằng quạt, bộ tản nhiệt hoặc hệ thống làm mát bằng chất lỏng – các phương pháp tương đối chậm. Thay vì dựa vào các "phonon" (rung động nhiệt) truyền đi khá chậm, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách sử dụng "phonon-polariton hyperbolic" (HPhP). Nghe có vẻ phức tạp, nhưng cách thức hoạt động lại rất đáng chú ý.
Giải thích đơn giản từ Phys.org, trong các hệ thống truyền nhiệt truyền thống, nhiệt lan tỏa như những gợn sóng trên mặt – năng lượng giảm dần khi di chuyển ra xa. Tuy nhiên, bằng cách "đóng gói" nhiệt vào các sóng tập trung chặt chẽ, hệ thống mới sử dụng HPhP có thể dẫn truyền năng lượng nhiệt với hiệu quả đáng kinh ngạc qua những khoảng cách xa.
Để chứng minh điều này, các nhà khoa học đã nung nóng một mẩu vàng nhỏ đặt trên miếng vật liệu hBN. Năng lượng nhiệt được chuyển thành các "sóng phân cực" chuyển động nhanh, truyền nhiệt tức thời qua giao diện giữa vàng và hBN.
Lợi ích to lớn và tác động tiềm năng
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Virginia giải thích rằng, phương pháp này cho phép tốc độ vận chuyển nhiệt trong vật rắn nhanh hơn đáng kể so với các quy trình truyền nhiệt khuếch tán thông thường. Will Hutchins, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Chúng tôi đang chứng kiến nhiệt di chuyển theo những cách mà trước đây chưa từng nghĩ có thể xảy ra trong vật liệu rắn. Đây là một phương pháp hoàn toàn mới để kiểm soát nhiệt độ ở cấp độ nano."
Ông nhấn mạnh thêm, phương pháp này cực kỳ nhanh, hứa hẹn "cách mạng hóa" các thiết bị điện tử trong tương lai. Đối với xe ô tô điện, công nghệ này có thể giúp pin bền hơn, sạc nhanh hơn và cải thiện hiệu suất hoạt động tổng thể.
Nếu thành công, khám phá này có tiềm năng thay đổi hầu hết mọi loại thiết bị điện tử mà chúng ta đang sử dụng.
(Theo Pháp luật HCM)
