"Przyjmij to na chłodno" Tak brzmi podstawowa dyrektywa dla chipów mikroprocesorowych, a wiele obiecujące, nowe rozwiązanie do realizacji tego imperatywu pojawiło się już na horyzoncie. Naukowcy z US Department of Energy (DOE) i Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) opracowali technikę, która umożliwiłaby chłodzenie chipów mikroprocesorowych za pomocą nanorurek węglowych.

Frank Ogletree, fizyk z Wydziału Nauk o Materiałach w Berkeley Lab, prowadził badania, w których cząsteczki organiczne używane były do utworzenia silnych wiązań kowalencyjnych między nanorurkami węglowymi a powierzchnią metalową.

Metoda ta, pozwala na sześciokrotną poprawę przepływu ciepła z metalu do nanorurek węglowych, torując drogę do szybszego, bardziej wydajnego chłodzenia chipów komputerowych. Proces ten odbywa się przy użyciu gazu lub cieczy, parującego w niskiej temperaturze, dzięki czemu nadaje się do wytwarzania w układach scalonych.

"Opracowaliśmy wiązania kowalencyjne, które wspomagają formowanie się tlenków metali, takich jak aluminium i krzem, a także metali szlachetnych, takich jak złoto i miedź", mówi Ogletree, który pracuje jako inżynier w centrum nanotechnologii DOE przy Berkeley Lab. "W obu przypadkach, znacznie poprawiło się przyleganie mechaniczne tak, że powierzchnia wiązania jest wystarczająco silna, by utworzyć siatkę z nanorurek węglowych, która znacznie poprawia transport ciepła".

Ogletree jest autorem artykułu opisującego te badania w Nature Communications. Dokument jest zatytułowany "Enhanced Thermal Transport at Covalently Functionalized Carbon Nanotube Array Interfaces". Współautorami są: Sumanjeet Kaur, Nachiket Raravikar, Brett Helms i Ravi Prasher.

Przegrzewanie się jest zmorą mikroprocesorów. Gdy tranzystory nagrzewają się, ich osiągi mogą ulec pogorszeniu do tego stopnia, że nie są w stanie funkcjonować jako półprzewodniki. Wraz ze wzrostem gęstości upakowania chipów mikroprocesorowych, oraz prędkości przetwarzania, wzrasta również problem przegrzewania się.