«Магнітний діод»: ні слова про закон Мура!

«Магнітний діод»: ні слова про закон Мура!

Унікальний двовимірний магнітний наноматеріал функціонально може замінити напівпровідники, мінімізувавши нагрівання і втрату енергії під час роботи, властиві діодам і транзисторам.

Група фізиків з Університету Міссурі в Колумбії (США) розробила матеріал, який може розв’язати дві головні проблеми акумуляторних батарей, використовуваних у всіх пристроях – від «розумних» годинників до портативних комп’ютерів, від смартфонів до роботів і систем космічних кораблів. Як повідомляє офіційний сайт університету, дослідники на чолі з Діпаком К. Сінгхом подали патентну заявку на створений ними унікальний магнітний матеріал, застосування котрого може подовжити роботу акумуляторів орієнтовно в сто разів (!) і більше, а виділення тепла під час роботи батареї істотно зменшиться.

виділення тепла під час роботи батареї істотно зменшиться

Одна з проблем акумуляторів традиційної конструкції – використання у їхніх електронних схемах напівпровідників на основі кремнію і германію. Під час перемикання напівпровідників частина енергії зникає внаслідок дисипації: коли електроенергія переходить у тепло. При цьому втрачається значна частина заряду джерела енергії. Вчені під керівництвом пана Сінгха – наукового керівника Лабораторії дослідження магнетизму і надпровідності вирішили спробувати замінити напівпровідник на більш енергоефективну магнітну систему. Саме вона зрештою і стала ноу-хау дослідників.

Створений за допомогою нанотехнологій двовимірний матеріал має унікальну структуру: він являє собою стільникову ґратку з напиленням магнітного сплаву (пермалою, що складається з таких розповсюджених металів, як залізо і нікель). Під час експериментів з’ясувалося, що новий матеріал чудово проводить односпрямований струм, але при цьому має значно меншу розсіювану потужність, якщо порівнювати його з напівпровідниковим діодом.

По суті, це «магнітний діод», який, за оцінками вчених, працює ефективніше за напівпровідник

По суті, це «магнітний діод», який, за оцінками вчених, працює ефективніше за напівпровідник. Матеріал з унікальними властивостями відкриває шлях до створення «магнітних напівпровідникових елементів» – «магнітних транзисторів» з мінімальною розсіюваною потужністю – аж до реалізації більш складних пристроїв, як-от процесори на базі таких елементів.

За розрахунками групи дослідників, із застосуванням «магнітних діодів» навіть звичайний акумулятор ноутбука зможе забезпечувати живлення за повного заряду, наприклад, не 5 год, а понад 500 год.

Наразі команда працює над отриманням патенту і комерціалізацією технології, щоб у майбутньому запропонувати її ринку.

Нагадаємо, що раніше збільшити час роботи акумуляторів намагалися, зокрема, британські вчені, які створили полімерні матеріали, що перевершують літій-іонні батареї за здатністю зберігати енергію. Ба більше – їх можна використовувати в суперконденсаторах. Водночас, як повідомляв «Дім інновацій», саме українці свого часу розробили найкращі в своєму класі суперконденсатори та продовжують бити рекорди в цій сфері.