Des scientifiques de l'UCLA inventent un nouveau circuit de contrôle de la chaleur qui maintient les appareils électroniques au frais

Des scientifiques de l'UCLA inventent un nouveau circuit de contrôle de la chaleur qui maintient les appareils électroniques au frais
Table
  1. Une percée dans la gestion de la chaleur dans l’électronique
    1. Une solution innovante : le transistor thermique
    2. Impact des transistors thermiques
    3. Applications futures


Un nouveau transistor thermique peut contrôler la chaleur aussi précisément qu’un transistor électrique peut contrôler l’électricité.

Une percée dans la gestion de la chaleur dans l’électronique

Le problème de la chaleur dans les appareils électroniques.

Les appareils électroniques, des smartphones aux superordinateurs, sont confrontés à un défi majeur : la chaleur.

Les puces modernes ont des « points chauds » microscopiques avec des densités de puissance qui dépassent même celles des tuyères de fusée et se rapprochent de celles du soleil. Cet excès de chaleur affecte non seulement les performances et la durée de vie des appareils, mais implique également une consommation énergétique importante dans les systèmes de refroidissement, notamment dans les centres de données.

Une solution innovante : le transistor thermique

Yongjie Hu, physicien et mécanicien à l'Université de Californie à Los Angeles, et son équipe ont développé un nouveau type de transistor qui contrôle avec précision le flux de chaleur.

Ce "transistor thermique» utilise la chimie de base de la liaison atomique au niveau d'une seule molécule. Abordable et compatible avec les pratiques industrielles actuelles, cette invention pourrait bientôt être intégrée à la production de batteries lithium-ion, de moteurs à combustion, de systèmes semi-conducteurs, etc.

Impact des transistors thermiques

Les transistors électriques, inventés en 1947, ont révolutionné le contrôle de l'électricité dans les appareils électroniques. Désormais, avec les transistors thermiques, la possibilité de capter et de réutiliser la chaleur perdue s'ouvre, non seulement pour éviter d'endommager les puces, mais aussi pour en tirer parti. Cela représente un changement fondamental dans la manière dont la chaleur est gérée dans l’électronique.

Au cours des deux dernières décennies, des tentatives ont été faites pour développer des transistors thermiques, mais elles ont été confrontées à des défis tels que des pièces mobiles encombrantes et des problèmes structurels. L'approche innovante de Hu utilise un champ électrique pour contrôler le mouvement de la chaleur au niveau nanométrique, ajustant ainsi les interactions entre les électrons et les atomes.

Applications futures

Le nouvel appareil a montré des résultats exceptionnels lors des tests, réduisant considérablement les pics de chaleur et améliorant la fiabilité. De plus, sa conception novatrice pourrait motiver de nouvelles recherches fondamentales dans ce domaine.

La prochaine étape est l’intégration de cette nouvelle technologie de contrôle de la chaleur aux circuits électriques existants. De plus, Hu et son équipe explorent des applications médicales, comme dans les traitements par hyperthermie contre le cancer, où les transistors thermiques pourraient offrir un contrôle précis de la chaleur.

Cette invention résout non seulement un problème fondamental de gestion de la chaleur dans l’électronique, mais ouvre également la porte à de nouvelles opportunités et paradigmes en matière de traitement thermique et d’informatique. Le transistor thermique apparaît comme une porte vers l’avenir de la technologie.

Plus d'information: www.science.org

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