Gli smartphone del futuro smetteranno di surriscaldarsi?

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Uno dei problemi più diffusi negli smartphone e, in generale, nei dispositivi elettronici moderni, è il surriscaldamento. Con l’aumento della potenza di calcolo e la miniaturizzazione dei componenti, la gestione termica è infatti diventata cruciale. Una recente scoperta, tuttavia, potrebbe segnare la svolta per questa problematica. Alcuni ricercatori del City University of New York’s Advanced Science Research Center (CUNY ASRC) hanno pubblicato uno studio su Nature, in cui illustrano un metodo più efficiente per eccitare onde elettromagnetiche a infrarossi e terahertz. Questo approccio si basa sull’uso di due materiali avanzati: il grafene e il nitruro di boro esagonale (hBN).

Il grafene e il nitruro di boro esagonale possono ridurre il surriscaldamento degli smartphone?

Il grafene è una struttura a singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale. È un materiale noto per la sua straordinaria conducibilità elettrica e l’alta mobilità degli elettroni - caratteristiche che lo rendono ideale per le applicazioni tecnologiche avanzate. Se utilizzato da solo, tuttavia, il grafene può essere influenzato da fattori ambientali esterni e limitare le sue prestazioni.

Per ovviare a questo problema, i ricercatori hanno sviluppato una struttura eterogenea in cui il grafene viene "incapsulato" tra due strati di nitruro di boro esagonale. Quest’ultimo, pur essendo un eccellente isolante elettrico, possiede un’elevata conducibilità termica che lo adatto a dissipare il calore nei dispositivi elettronici (senza interferire con il loro funzionamento).

Nell’esperimento condotto si è visto come il grafene incapsulato tra due strati di hBN non solo sia stato protetto dai disturbi ambientali, ma abbia anche visto aumentare la sua mobilità elettronica. Il risultato? Un miglioramento delle prestazioni complessive del sistema.

Un nuovo approccio alla gestione termica nei dispositivi elettronici

Questa tecnologia innovativa sfrutta quindi l’interazione tra il grafene e il nitruro di boro esagonale per migliorare la dissipazione del calore. In pratica, permette di indirizzare in modo molto preciso l’energia termica ed evitare così il suo accumulo nei punti critici dei dispositivi elettronici.

Uno degli aspetti più interessanti di questa soluzione è che, grazie a un semplice campo elettrico di bassa intensità (appena 1 V/µm), è possibile ottenere gli stessi effetti dei costosi sistemi a infrarossi o terahertz in modo più economico ed efficiente. Questo potrebbe portare a una nuova generazione di smartphone, laptop e altri dispositivi elettronici che si scaldano meno e offrono prestazioni migliori.

Verso una nuova generazione di dispositivi elettronici

Le implicazioni di questa scoperta vanno ben oltre la semplice gestione termica. L’uso combinato di grafene e nitruro di boro esagonale potrebbe portare alla realizzazione di dispositivi più compatti, efficienti e a basso consumo energetico. Questa tecnologia, inoltre, potrebbe essere impiegata non solo nel settore dell’elettronica di consumo, ma anche in ambiti come la sensoristica molecolare e le telecomunicazioni avanzate.

Man mano che la ricerca su questi materiali prosegue, il futuro degli smartphone e dei dispositivi elettronici appare sempre più promettente. L’adozione di nuove soluzioni per la gestione termica non solo migliorerà le prestazioni dei dispositivi, ma contribuirà anche a una maggiore sostenibilità energetica - poiché in grado di ridurre il consumo complessivo di energia.

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