随着科技进步,许多电子产品尺寸越做越小,但由于电流一通过就产生热,所以过热成为电子设备缩小尺寸的一大阻碍。科学家发现,从硅的同位素所制成的纳米线,比普通硅的导热性还好150%,未来有望应用在计算机芯片,使其温度大幅降低。
当电子系统运行时,电流产生大量的热,累积久了就会损坏组件,因此科技业也开始发展冷却技术,但随着电子产品越来越小,有效散热更加困难。
研究人员发现,硅的同位素“硅-28”(Si-28),有助于制造出冷却性能超乎预期的计算机芯片。至少有92%的硅以硅-28的形式存在,另外5%为硅-29(Si-29),剩下为硅-30(Si-30)。虽然这些同位素具有相同的电子功能,但以往研究发现,硅-29和硅-30中的“杂质”会中断热量流动。
至于用硅-28所制成的散装组件,可提高10%热传导性,但并不值得付出额外成本制作。研究人员之后使用硅-28制成的纳米线,发现导热性意外地好,原本预计可改善20%效果,想不到性能竟比天然硅制成的纳米线好150%。
原因是纳米线外部形成一层二氧化硅(silicon dioxide),抚平了散热时的粗糙表面,线内部因为没有其他同位素的问题,热量能顺利地通过纳米线的核心。
这有助于新的计算机芯片研发,让这些芯片更有效地将热量发送出去,不过从其他同位素中分离出硅-28相当困难且昂贵,但相信未来在这方面也能取得进展。
(首图来源:shutterstock)
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