تطوير تقنية جديدة تعدل حرارة الأجهزة الإلكترونية بالطقس الحار والبارد

طور فريق بحثي من قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة بوردو الأمريكية، تقنية جديدة قائمة على مادة الغرافين، حيث تعمل على تعديل حرارة الأجهزة الإلكترونية، حتى لا تتأثر بحرارة محيطها، في بيئات الطقس الحار والشديد البرودة.

وذكر الموقع الإلكتروني للجامعة، أن الأجهزة الإلكترونية الحديثة التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون، مثل الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية، تبدو قوية جدًا عند تشغيلها، لكن عند محاولة استخدام واحدة من هذه الأجهزة في بيئات تحت ظروف درجات حرارة مرتفعة أو شديدة البرودة، فإنها ستتعرض بسرعة للأعطال وانخفاض في أدائها، لكن مهندسي الجامعة تمكنوا من التواصل إلى تقنية يمكنها حل ذلك.

وقال الباحثون، إن ”التقنية الجديدة عبارة عن مفتاح محول حراري، حيث تتكون من رغوة غرافين مضغوطة، تتكيف ديناميكيًا مع درجات الحرارة، سواء داخل الجهاز أو في بيئته المحيطة خارجه، وذلك للحفاظ على إدارة حرارية متسقة“.

واختبر الباحثون، التقنية الجديدة في مركز بيرك لتكنولوجيا النانو، بجامعة بيردو، لقياس درجة التوصيل الحراري في رغوة الغرافين.

من ناحيته أوضح شيولين روان، الباحث المشارك في الدراسة، خلال التجربة، أنه دمج مع فريقه عينة بسمك 1.2 ملم من رغوة الجرافين، بين مسخن حراري ومشتت حراري، وبعد ذلك وضعوا النظام تحت مجهر الأشعة تحت الحمراء، لقياس درجة الحرارة وتدفق الحرارة.

وقال روان الذي يركز في دراساته على نقل الحرارة بمقياس النانو والطاقة المستدامة، إن نتائج التجربة أظهرت عند ضغط الرغوة بالكامل بسمك 0.2 ملم، ارتفعت الموصلية الحرارية بمعامل 8.

ثم اختبر الباحثون التجربة، في غرفة بالمختبر، يمكنها أن تنشئ ظروفًا بيئية محددة، حيث حققت نتائج مماثلة، مع درجات حرارة تتراوح من 0 درجة مئوية، او 32 درجة فهرنهايت، إلى 30 درجة مئوية أو 86 درجة فهرنهايت.

بدورها أفادت إيمي ماركونيت، الباحثة المشاركة في الدراسة، بأن رغوة مادة الجرافين تنضغط من 1.2 ملم إلى 0.2 ملم، ويرتفع توصيلها الحراري بمعامل 8.

وقالت ماركونيت، التي تدرس الخصائص الحرارية لبطاريات الليثيوم أيون والأجهزة الأخرى، إن نتيجة لذلك، يمكنها ضبط كمية الحرارة الخارجة بالكامل، وفقًا لظروف درجة الحرارة داخل الجهاز وخارجه، مما يحسن من أداء وكفاءة الطاقة.