Kostengünstiger Ersatz für Diamant. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

Kostenlose technische Bibliothek

NACHRICHTEN AUS WISSENSCHAFT UND TECHNOLOGIE, NEUHEITEN IN DER ELEKTRONIK
Kostenlose technische Bibliothek / Newsfeed

Günstiger Ersatz für Diamant

12.07.2013

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass ein relativ kostengünstiges Material teure Diamanten in der Hochleistungselektronik ersetzen kann. Wir sprechen von Wärmeleitfähigkeit, die bei Raumtemperatur Diamant mehr als 2000 Watt pro Meter pro Grad Kelvin beträgt, was 5-mal höher ist als die der besten Metallleiter wie Kupfer. Aufgrund dieser einzigartigen Eigenschaft von Diamanten werden sie manchmal verwendet, um Wärme aus den Kernen von Hochleistungsprozessoren zu entfernen. Unglücklicherweise sind sogar synthetische Diamanten zu teuer, um in der Elektronik, wie etwa Heimcomputern, weit verbreitet verwendet zu werden.

Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Diamant ist Wissenschaftlern bekannt und erklärt sich aus der geringen Masse der Kohlenstoffatome und den starren chemischen Bindungen zwischen ihnen. Wissenschaftler haben jedoch kürzlich entdeckt, dass eine andere Verbindung die gleiche Rekordwärmeleitfähigkeit aufweist: Anders als Diamant hat Borarsenid ein kubisches Kristallgitter. Ein Team theoretischer Physiker des Boston College und des US Naval Research Laboratory beschloss, herauszufinden, wie eine chemische Verbindung aus Bor und Arsen mit Diamant konkurrieren kann. Ein neuer theoretischer Ansatz ermöglichte es Wissenschaftlern, das Geheimnis der hohen Wärmeleitfähigkeit von Borarsenid zu lüften.

Im Gegensatz zu Metallen, bei denen Wärme durch Elektronen übertragen wird, sind Diamant und Arsenid Dielektrika, sie übertragen Wärme mithilfe von Schwingungswellen, die sich von Atom zu Atom bewegen. In diesem Fall erzeugt die Kollision dieser Wellen einen inneren Widerstand gegen den Wärmestrom.

Physiker waren überrascht, eine ungewöhnliche Wechselwirkung bestimmter Schwingungseigenschaften von Borarsenid zu entdecken, die normalerweise aus dem Blickfeld von Wissenschaftlern blieb, die die Wärmeleitfähigkeit von elektrischen Isolatoren untersuchten. Es stellt sich heraus, dass die Kollision zwischen oszillierenden Wellen in einem bestimmten Frequenzbereich viel seltener ist als bei anderen Frequenzen. Dadurch leitet Borarsenid bei einer bestimmten Schwingungsfrequenz mehr Wärme und ähnelt in diesen Parametern Diamant.

Die neue Studie bietet einen neuen Blick auf die Physik der Wärmeübertragung in einem Material und veranschaulicht gleichzeitig die Leistungsfähigkeit moderner Berechnungsmethoden. In der Praxis wird die Entdeckung die Entwicklung neuer Methoden zum Abführen von Wärme aus Miniaturelektronik ermöglichen, was ihre Leistung dramatisch steigern wird. Es ist auch möglich, dass neue Informationen für die Entwicklung hocheffizienter Technologien für alternative Energien verwendet werden können.

<< Zurück: BLU Dash 4.5 Quad-Core-Dual-SIM-Smartphone 12.07.2013

>> Weiter: Monitor Iiyama P2252HS-1 mit schlagfestem Glas 11.07.2013

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten 02.05.2024

In der modernen Landwirtschaft entwickelt sich der technologische Fortschritt mit dem Ziel, die Effizienz der Pflanzenpflegeprozesse zu steigern. In Italien wurde die innovative Blumenausdünnungsmaschine Florix vorgestellt, die die Erntephase optimieren soll. Dieses Gerät ist mit beweglichen Armen ausgestattet, wodurch es leicht an die Bedürfnisse des Gartens angepasst werden kann. Der Bediener kann die Geschwindigkeit der dünnen Drähte anpassen, indem er sie von der Traktorkabine aus mit einem Joystick steuert. Dieser Ansatz erhöht die Effizienz des Blütenausdünnungsprozesses erheblich und bietet die Möglichkeit einer individuellen Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Gartens sowie die Vielfalt und Art der darin angebauten Früchte. Nachdem wir die Florix-Maschine zwei Jahre lang an verschiedenen Obstsorten getestet hatten, waren die Ergebnisse sehr ermutigend. Landwirte wie Filiberto Montanari, der seit mehreren Jahren eine Florix-Maschine verwendet, haben von einer erheblichen Reduzierung des Zeit- und Arbeitsaufwands für das Ausdünnen von Blumen berichtet. ... >>

Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop 02.05.2024

Mikroskope spielen eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und ermöglichen es Wissenschaftlern, in für das Auge unsichtbare Strukturen und Prozesse einzutauchen. Allerdings haben verschiedene Mikroskopiemethoden ihre Grenzen, darunter auch die begrenzte Auflösung bei der Nutzung des Infrarotbereichs. Doch die neuesten Errungenschaften japanischer Forscher der Universität Tokio eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung der Mikrowelt. Wissenschaftler der Universität Tokio haben ein neues Mikroskop vorgestellt, das die Möglichkeiten der Infrarotmikroskopie revolutionieren wird. Dieses fortschrittliche Instrument ermöglicht es Ihnen, die inneren Strukturen lebender Bakterien mit erstaunlicher Klarheit im Nanometerbereich zu sehen. Typischerweise sind Mikroskope im mittleren Infrarotbereich durch eine geringe Auflösung eingeschränkt, aber die neueste Entwicklung japanischer Forscher überwindet diese Einschränkungen. Laut Wissenschaftlern ermöglicht das entwickelte Mikroskop die Erstellung von Bildern mit einer Auflösung von bis zu 120 Nanometern, was 30-mal höher ist als die Auflösung herkömmlicher Mikroskope. ... >>

Luftfalle für Insekten 01.05.2024

Die Landwirtschaft ist einer der Schlüsselsektoren der Wirtschaft und die Schädlingsbekämpfung ist ein integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ein Team von Wissenschaftlern des Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, hat eine innovative Lösung für dieses Problem gefunden – eine windbetriebene Insektenluftfalle. Dieses Gerät behebt die Mängel herkömmlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden, indem es Echtzeitdaten zur Insektenpopulation liefert. Die Falle wird vollständig mit Windenergie betrieben und ist somit eine umweltfreundliche Lösung, die keinen Strom benötigt. Sein einzigartiges Design ermöglicht die Überwachung sowohl schädlicher als auch nützlicher Insekten und bietet so einen vollständigen Überblick über die Population in jedem landwirtschaftlichen Gebiet. „Durch die rechtzeitige Beurteilung der Zielschädlinge können wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten ergreifen“, sagt Kapil ... >>

Die Bedrohung des Erdmagnetfeldes durch Weltraummüll 01.05.2024

Immer häufiger hören wir von einer Zunahme der Menge an Weltraummüll, der unseren Planeten umgibt. Zu diesem Problem tragen jedoch nicht nur aktive Satelliten und Raumfahrzeuge bei, sondern auch Trümmer alter Missionen. Die wachsende Zahl von Satelliten, die von Unternehmen wie SpaceX gestartet werden, schafft nicht nur Chancen für die Entwicklung des Internets, sondern auch ernsthafte Bedrohungen für die Weltraumsicherheit. Experten richten ihre Aufmerksamkeit nun auf die möglichen Auswirkungen auf das Erdmagnetfeld. Dr. Jonathan McDowell vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics betont, dass Unternehmen rasch Satellitenkonstellationen aufbauen und die Zahl der Satelliten im nächsten Jahrzehnt auf 100 ansteigen könnte. Die schnelle Entwicklung dieser kosmischen Satellitenarmadas kann zu einer Kontamination der Plasmaumgebung der Erde mit gefährlichen Trümmern und einer Gefahr für die Stabilität der Magnetosphäre führen. Metallabfälle von gebrauchten Raketen können die Ionosphäre und Magnetosphäre stören. Beide Systeme spielen eine Schlüsselrolle beim Schutz und der Erhaltung der Atmosphäre ... >>

Verfestigung von Schüttgütern 30.04.2024

In der Welt der Wissenschaft gibt es viele Geheimnisse, und eines davon ist das seltsame Verhalten von Schüttgütern. Sie verhalten sich möglicherweise wie ein Feststoff, verwandeln sich aber plötzlich in eine fließende Flüssigkeit. Dieses Phänomen hat die Aufmerksamkeit vieler Forscher auf sich gezogen, und wir könnten der Lösung dieses Rätsels endlich näher kommen. Stellen Sie sich Sand in einer Sanduhr vor. Normalerweise fließt es frei, aber in manchen Fällen bleiben seine Partikel stecken und verwandeln sich von einer Flüssigkeit in einen Feststoff. Dieser Übergang hat wichtige Auswirkungen auf viele Bereiche, von der Arzneimittelproduktion bis zum Bauwesen. Forscher aus den USA haben versucht, dieses Phänomen zu beschreiben und seinem Verständnis näher zu kommen. In der Studie führten die Wissenschaftler Simulationen im Labor mit Daten aus Beuteln mit Polystyrolkügelchen durch. Sie fanden heraus, dass die Schwingungen innerhalb dieser Sätze bestimmte Frequenzen hatten, was bedeutete, dass sich nur bestimmte Arten von Schwingungen durch das Material ausbreiten konnten. Erhalten ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Unmögliches Schwarzes Loch entdeckt 21.11.2019

Chinesische Astrophysiker haben ein Schwarzes Loch entdeckt, das nicht existieren sollte. Die Masse eines Objekts übersteigt die Masse von Objekten dieser Art erheblich.

Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben eine seltsame Bewegung des Sterns LB-1 aufgezeichnet, die auf die Anwesenheit eines massiven Objekts in der Nähe hinwies. Nach einer Reihe von Studien stellte sich heraus, dass das mysteriöse unsichtbare Objekt ein Schwarzes Loch ist.

Das Schwarze Loch ist 13800 Lichtjahre von der Erde entfernt und wiegt das 68-fache der Sonne. Dies sind nicht die Höchstwerte, aber das Problem ist, dass vergleichbare Objekte normalerweise in den Zentren von Galaxien zu finden sind.

Selbst in meinen kühnsten Träumen konnte ich mir nicht vorstellen, dass ein so massives Schwarzes Loch in der Milchstraße zu finden ist. Wenn die Berechnungen stimmen, haben wir etwas zu rätseln.

Normalerweise entstehen solche massiven Objekte durch die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher. Auf andere Weise entstandene Löcher wurden bisher nur in fernen Galaxien beobachtet, wo es an Elementen fehlt, die schwerer als Helium sind. Allerdings beklagt sich der Stern LB-1 nicht über den Mangel an Baumaterial, was bedeutet, dass auch das Schwarze Loch vor seiner Verwandlung keinen Mangel erlebt hat.

Berechnungen zufolge hätte ein Schwarzes Loch als Stern 340 Mal mehr wiegen müssen als die Erde. Wissenschaftler wissen nicht, ob dies möglich ist.

Dennoch kann die "Unmöglichkeit" eines Schwarzen Lochs auch die Ursache für einen Fehler bei der Entfernungsmessung zu LB-1 sein. So gibt der Satellit der Europäischen Weltraumorganisation Gaia eine Entfernung von nur siebentausend Lichtjahren an. Wenn die Berechnungen stimmen, ist die Masse eines schwarzen Sterns nur zehnmal so groß wie die der Sonne.

Voll sehen Archiv für Wissenschafts- und Technologienachrichten, neue Elektronik

Alle Sprachen dieser Seite

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen