Nanomaterijali provode toplinu u željenom smjeru
Ova tehnika mogla bi se koristiti za izradu računalnih čipova koji se neće previše zagrijati tijekom rada ili materijala koji mogu pretvoriti otpadnu toplinu u energiju
Računalni čipovi krcati su milijardama mikroskopskih tranzistora koji omogućuju snažno računanje, ali pritom stvaraju i veliku količinu topline. Nagomilavanje topline može usporiti računalni procesor i učiniti ga manje učinkovitim i pouzdanim. Inženjeri koriste hladnjake kako bi čipove održavali hladnim, ponekad zajedno s ventilatorima ili sustavima tekućeg hlađenja; međutim te metode često troše mnogo energije.
Računalne tehnike
Istraživači MIT-a zauzeli su drugačiji pristup. Razvili su algoritam i softverski sustav koji automatski dizajnira nanometarski materijal koji može kanalizirati toplinu u samo jednom smjeru. A kako se ti materijali mjere u nanometrima, mogli bi se koristiti u računalnim čipovima koji će sami raspršivati toplinu zbog geometrije materijala.
Istraživači su sustav razvili pomoću računalnih tehnika koje su se tradicionalno koristile za razvoj velikih struktura i prilagodili ih za stvaranje materijala u nanorazmjeru s definiranim toplinskim svojstvima.
Dizajnirali su materijal koji provodi toplinu duž željenog smjera (efekt poznat kao toplinska anizotropija) i učinkovito pretvara toplinu u električnu energiju. Ovaj dizajn oni koriste za izradu nanostrukturiranog silikonskog uređaja za povrat otpadne topline na MIT.nano.
Termoelektrični materijali
Osim za stvaranje računalnih čipova koji mogu raspršiti toplinu, ova bi se tehnika mogla koristiti za razvoj termoelektričnih materijala koji toplinu učinkovito pretvaraju u električnu energiju. Ti bi materijali, na primjer, mogli otpadnu toplinu iz raketnih motora koristiti je za napajanje svemirske letjelice, objašnjavaju istraživači u radu koji objavljuje Structural and Multidisciplinary Optimization.
Istraživači su osmislili i softverski sustav otvorenog koda i aplikaciju koja korisniku omogućuje unos željenih toplinskih svojstava i dobivanje proizvodne strukture materijala u nanorazmjerima. Na MIT-u sad istražuju i metalne legure koje se mogu optimizirati pomoću ovog sustava i proučavaju metode za optimizaciju toplinske vodljivosti u tri dimenzije, a ne samo vodoravno i okomito.
