Инновационный метод анализа частотно-зависимой теплопроводности разработан специалистами из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН совместно с учёными Самарского технического университета. Результаты исследования опубликованы в авторитетном издании International Journal of Thermal Sciences.
Современная электроника постоянно развивается в направлении миниатюризации и повышения мощности. Это создаёт серьёзные вызовы для систем охлаждения микрокомпонентов, особенно для высокопроизводительных чипов, работающих на предельных режимах. Решение этой проблемы требует создания инновационных материалов для нано- и оптоэлектроники.
Уникальное явление двухтемпературных систем возникает при неравномерном распределении тепла внутри материала. В обычных условиях все части материала имеют одинаковую температуру, однако при быстром внешнем воздействии (например, лазерном облучении) происходит рассогласование температур между лёгкими электронами и более массивными атомами. Это приводит к кратковременному существованию двух различных температурных режимов в одном материале.
Основное достижение исследования заключается в изучении особенностей теплопередачи в таких системах и выявлении влияния частоты внешнего воздействия на этот процесс. Учёные доказали, что теплопроводность материала может существенно изменяться в зависимости от скорости температурных колебаний.
Практическое применение полученных результатов может привести к созданию принципиально новых тепловых метаматериалов. Эти искусственно синтезированные вещества обладают необычными терморегулирующими свойствами, не встречающимися в природе.
Потенциальные сферы использования таких материалов включают:
- Системы охлаждения современной электроники
- Космические технологии для термоконтроля
- Высокоточное лазерное оборудование
- Медицинскую аппаратуру для локального термического воздействия
- Наноэлектронные устройства нового поколения
Открытие российских учёных открывает новые перспективы в разработке материалов с управляемыми тепловыми характеристиками, что может революционизировать многие отрасли современной техники.