سرايا - مكّن فريق من المهندسين بجامعة هيوستن الأمريكية من تطوير تقنية جديدة للتحكم في تدفق الحرارة داخل الأجهزة الإلكترونية، تعتمد على مفهوم يشبه عمل الديود في الدوائر الكهربائية، لكن هذه المرة لتوجيه الحرارة في اتجاه واحد فقط، بهدف حماية المكونات الحساسة وإطالة عمر البطاريات بصورة ملحوظة.
ويعتمد الابتكار على تقنية تُعرف باسم «التقويم الحراري»، والتي تسمح بمرور الطاقة الحرارية في مسار محدد ومنع ارتدادها، وهو ما يساعد في الحد من ارتفاع درجات حرارة المكونات الداخلية، التي تعد أحد أبرز أسباب تراجع كفاءة البطاريات وتلف الأجهزة الإلكترونية مع مرور الوقت.
هندسة مجهرية للسيطرة على الحرارة
ووفق الفريق البحثي، جرى استخدام مواد من أنصاف النواقل وُضعت تحت تأثير مجال مغناطيسي دقيق، ما أدى إلى تغيير طريقة انتقال الطاقة الحرارية على المستوى المجهري، بحيث تتحرك الحرارة في اتجاه واحد فقط، مع منع التدفق العكسي تمامًا.
كما يعمل الباحثون على تطوير جهاز آخر يُعرف باسم «المُدوّر الحراري» (Circulator)، يتيح نقل الحرارة في مسار دائري مغلق بين عدة أسطح، بحيث يتم توجيه الحرارة بعيدًا عن الأجزاء الحساسة ومنع عودتها إليها مرة أخرى، وهو ما يساعد على الحفاظ على استقرار درجات حرارة الأجهزة وتجنب ما يُعرف بظاهرة «الانفجار الحراري».
تطبيقات تمتد من الهواتف إلى مراكز الذكاء الاصطناعي
ولا تقتصر فوائد التقنية الجديدة على الهواتف الذكية فحسب، بل تمتد إلى مجالات أكثر تعقيدًا مثل السيارات الكهربائية، والأقمار الصناعية، وكذلك مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي التي تنتج كميات ضخمة من الحرارة نتيجة عمليات المعالجة المكثفة.
وتشير الدراسة إلى أن التحكم في انتقال الحرارة داخل الرقائق الإلكترونية والبطاريات عالية الأداء يمكن أن يرفع من كفاءة التشغيل ويزيد من عمر المكونات، خاصة في البيئات القاسية.
ورغم أن التقنية ما تزال في مراحلها النظرية والتجريبية الأولى، فإن الفريق يخطط لتطوير نماذج عملية قريبًا، تمهيدًا لتحويل هذا الابتكار إلى حلول حقيقية قادرة على حماية الأنظمة الإلكترونية المتقدمة وتحسين كفاءتها التشغيلية في المستقبل القريب.
ويعتمد الابتكار على تقنية تُعرف باسم «التقويم الحراري»، والتي تسمح بمرور الطاقة الحرارية في مسار محدد ومنع ارتدادها، وهو ما يساعد في الحد من ارتفاع درجات حرارة المكونات الداخلية، التي تعد أحد أبرز أسباب تراجع كفاءة البطاريات وتلف الأجهزة الإلكترونية مع مرور الوقت.
هندسة مجهرية للسيطرة على الحرارة
ووفق الفريق البحثي، جرى استخدام مواد من أنصاف النواقل وُضعت تحت تأثير مجال مغناطيسي دقيق، ما أدى إلى تغيير طريقة انتقال الطاقة الحرارية على المستوى المجهري، بحيث تتحرك الحرارة في اتجاه واحد فقط، مع منع التدفق العكسي تمامًا.
كما يعمل الباحثون على تطوير جهاز آخر يُعرف باسم «المُدوّر الحراري» (Circulator)، يتيح نقل الحرارة في مسار دائري مغلق بين عدة أسطح، بحيث يتم توجيه الحرارة بعيدًا عن الأجزاء الحساسة ومنع عودتها إليها مرة أخرى، وهو ما يساعد على الحفاظ على استقرار درجات حرارة الأجهزة وتجنب ما يُعرف بظاهرة «الانفجار الحراري».
تطبيقات تمتد من الهواتف إلى مراكز الذكاء الاصطناعي
ولا تقتصر فوائد التقنية الجديدة على الهواتف الذكية فحسب، بل تمتد إلى مجالات أكثر تعقيدًا مثل السيارات الكهربائية، والأقمار الصناعية، وكذلك مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي التي تنتج كميات ضخمة من الحرارة نتيجة عمليات المعالجة المكثفة.
وتشير الدراسة إلى أن التحكم في انتقال الحرارة داخل الرقائق الإلكترونية والبطاريات عالية الأداء يمكن أن يرفع من كفاءة التشغيل ويزيد من عمر المكونات، خاصة في البيئات القاسية.
ورغم أن التقنية ما تزال في مراحلها النظرية والتجريبية الأولى، فإن الفريق يخطط لتطوير نماذج عملية قريبًا، تمهيدًا لتحويل هذا الابتكار إلى حلول حقيقية قادرة على حماية الأنظمة الإلكترونية المتقدمة وتحسين كفاءتها التشغيلية في المستقبل القريب.
شارك المقال:
الرجاء الانتظار ...
التعليقات