ابتكار هندسي ينقذ الأجهزة الإلكترونية من الحرارة الزائدة ويزيد كفاءتها
ابتكر فريق من المهندسين في جامعة هيوستن، تقنية مبتكرة تُعرف باسم "الصمام الثنائي الحراري"، تهدف إلى إبقاء الهواتف الذكية والمركبات الكهربائية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الحساسة في درجات حرارة منخفضة، وحمايتها من التلف الناتج عن الحرارة الزائدة.
فوائد الصمام الثنائي في إدارة الحرارة في الأجهزة
يعمل هذا الصمام الثنائي الحراري بطريقة أحادية الاتجاه، حيث يسمح للحرارة بالمرور في اتجاه واحد فقط، مستندًا إلى مفهوم التقويم الحراري.
قاد البحث البروفيسور بو تشاو، أستاذ الهندسة في كلية كولين للهندسة، بالتعاون مع طالب الدكتوراه سينا جعفري غاليكونه، ونُشرت نتائج الدراسة مؤخرًا في مجلة Physical Review Research.
وتعاني الأجهزة الإلكترونية الحديثة، من الهواتف الذكية إلى المركبات الكهربائية، من تراكم الحرارة الناتجة عن البطاريات والمعالجات، إذ تنتشر الطاقة الحرارية بحرية في جميع الاتجاهات، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجات الحرارة، انخفاض الأداء، وتسريع تلف البطارية.
ويقدّم الصمام الثنائي الحراري حلًا مبتكرًا، إذ يوجّه الحرارة بعيدًا عن المكونات الحساسة، ويمنع عودتها، مما يوفر تحكمًا دقيقًا في درجات الحرارة داخل الجهاز.
يعتمد الابتكار على مواد أشباه الموصلات، حيث يتغير مسار انتقال الحرارة على المستوى المجهري تحت تأثير مجال مغناطيسي، ليخلق مسارًا حراريًا يشبه الصمام الكهربائي أحادي الاتجاه.
وهذه الطريقة تمنع ارتفاع الحرارة في الهواتف والمركبات الكهربائية والأقمار الصناعية، بل وتمكّن أنظمة الذكاء الاصطناعي عالية الأداء من العمل بثبات أكبر.
حتى الآن، يقتصر استخدام الصمام الثنائي الحراري على النماذج الحاسوبية والمحاكاة، لكن الفريق يعمل على تطوير نماذج أولية قابلة للتطبيق الواقعي.
ويأمل الباحثون أن تُستخدم هذه التقنية في الأجهزة اليومية خلال السنوات المقبلة، لتطيل عمر البطاريات وتحافظ على كفاءة وأمان التكنولوجيا الحديثة، وتقدم حلًا مبتكرًا لمشكلة الحرارة الزائدة، التي تحدّ من أداء الأجهزة الإلكترونية حول العالم.
