Bir Metal Nanosponge Benzeri Yeni Malzeme, Bilgisayarın Enerji Tüketimini Azaltabilir
Bir metal nanosponge mikroskop altında gösterilir.
Elektronik cihazların geleneksel manyetik hafızalarına bilgi depolamak için materyallerin küçük manyetik alanları, manyetik alanlara göre yukarı veya aşağı doğru işaret ederek çalışır. Bu alanları oluşturmak için elektrik akımları üretmek gerekir, ancak bu akımlar malzemeleri ısıtır ve soğutma harcanarak büyük miktarda enerji harcar. Bilgisayarlara (veya “büyük Veri” sunucularına) giden elektrik enerjisinin pratik olarak % 40’ı ısı olarak dağılır.
2007’de Fransız bilim adamları, manyetik malzemeler ultra ince tabakalara konulduğunda ve gerilim uygulandığında, manyetik alanlara işaret etmek için gereken akım ve enerjinin miktarı % 4 oranında azaldığını gözlemledi. Bununla birlikte, bu hafif azalma, cihazlara uygulanacak kadar önemli değildi.
Bu hafta Gelişmiş Fonksiyonel Malzemeler dergisinde yer alan yeni malzeme, nanoporoz bakır ve nikel alaşımlı filmlerden oluşur ve iç kısımlar bir süngerin iç yüzeyine benzer yüzeyleri ve delikleri oluşturur ancak sadece 5 veya 10 nanometre gözenekleri arasında ayrım yapar. Diğer bir deyişle, gözeneklerin duvarları sadece birkaç düzine atom için yeterli yer içeriyor.
Jordi Sort, “Yeni sensörlerin geliştirilmesinde olduğu gibi, fiziksel-kimyasal süreçleri iyileştirmek için nanoporoz materyalleri uygulayan birçok araştırmacı var, ancak bu materyallerin elektromanyetizma için ne sağlayabileceğini araştırdık” dedi. “Nanoporoz materyallerin iç tarafında bulunan nanoporesler çok miktarda yüzey sunuyor. Çok geniş bir alana yoğunlaşan bu alan, bir pilin voltajını uygulayabilir ve manyetik alanları yönlendirmek ve verileri kaydetmek için gereken enerjiyi inanılmaz derecede azaltır. Bu, bilgisayarların enerji tasarrufunda ve genel olarak manyetik verilerin hesaplanmasında ve kullanılmasında yeni bir paradigmayı temsil ediyor “diyor Jordi Sort.
UAB araştırmacıları bakır ve nikel alaşımlarına (CuNi) dayanan nanoporoz manyetik belleklerin ilk prototiplerini inşa etti ve manyetik kuvvetliliğin% 35’inde bir azalma ile çok tatmin edici sonuçlara ulaştılar, manyetik alanların yönünü değiştirmek ve verileri kaydetmek için gereken enerji tüketimiyle ilgili bir büyüklük.
Bu ilk prototiplerde, araştırmacılar voltajı sıvı elektrolitler kullanarak uyguladı, ancak şimdi piyasadaki cihazların uygulanmasına yardımcı olabilecek katı maddeler üzerinde çalışıyorlar. Jordi Sort’a göre, “Bu materyali bilgisayarların ve mobil cihazların anılarına uygulamak, başta bilgisayarlar için doğrudan enerji tasarrufu ve mobil cihazların özerkliğinde önemli artış olmak üzere birçok avantaj sağlayabilir.
” Geliştirilmiş enerji verimliliği ile yeni nano-elektronik cihazların geliştirilmesi, Avrupa Birliği’nin Horizon 2020 programında yer alan stratejik hatlardan biridir. Bazı tahminlere göre, veri akışı sistemlerinde elektrik akımı gerilim ile tamamen değiştirilirse, enerji maliyetleri 1/500 oranında azaltılabilir. Aslında, Google ve Facebook gibi büyük şirketlerin bilgisayar sunucuları, ısıtma ve enerji tüketimini azaltmak amacıyla, su altındaki veya sıcaklığın çok düşük olduğu İskandinav ülkelerinde bulunmaktadır.
Kaynak: sciencedaily.com
