米饭大学生已经确定了碳纳米管制成的类似烟囱结构可能是散热未来的关键。
散热绝望
由于热量可以带来的问题，设计工程师对设计工程师来说非常有问题。例如，当锂离子电池变热时，它们可以经历一个称为破坏性的循环热失控在电池温度的增加使电池变得更热。
当硅器件变热时，它们也会因为热失控而失效，因为当硅等半导体材料的温度升高时，自由电子的数量也会增加。这些自由电子降低了半导体的电阻这允许更多电流流动（并且这导致温度进一步增加）。
为了解决热问题，设计人员必须包含去除热量的方法利用三种主要形式的传热：传导，对流和辐射。
传统的冷却方法通常依赖于庞大的材料片 - 图片fancycrave.
除热技术的主要问题是其规模和能源成本。从cpu和gpu等设备中去除热量通常依赖于此大沉重的散热器有风扇或水泵系统进行冷却。虽然这样做的工作，设备的重量和能源消耗可以显著增加。
这就是为什么许多工程师尝试使用尽可能少的能量（较少的能量=较低温度）的IC和组件使用IC和组件。因此，保持设备冷却的一种方法是用于组件生产商设计能够有效地去除其热量而无需外部冷却（或者至少较低的冷却要求）。可以通过赖斯大学的学生理论化的新想法来实现具有冷却功能的组件。
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碳排放烟囱
碳结构如石墨烯和纳米管难以置信的散热能力(研究人员展示了碳纳米管在未来半导体中如何用于散热)。然而，无论你的散热材料有多好，它们总是像最薄弱的一环一样糟糕(这就是为什么散热器和半导体之间需要热粘贴材料)。
最弱的连杆通常是填充材料（例如IC封装中的环氧树脂）或空气，这两者都是非常好的热量的热量。因此，为了帮助散热，需要改变这种空气/材料差距。这正是米饭大学的研究人员使用计算机模拟产生碳纳米烟囱，可以有效地漏斗。
碳纳米管烟囱-图片courtesy of赖斯大学
由石墨烯生长的碳纳米管具有良好的氢捕获性能，但没有热传导性能。当从石墨烯中生长出一根管子时，形成了可以消散声子的七边环(准粒子波，这种机制负责通过材料进行热传递)。声子的耗散是降低纳米管有效散热能力的原因。相反，研究人员从石墨烯薄片中移除了一些碳原子，从而在碳纳米管和石墨烯薄片之间形成了锥形体。
这锥形结构大大改善了传热当它隔开七边碳结构时，声子可以更容易地传播。圆锥的模拟结构表明，20埃纳米烟囱与碳纳米管一样高效在传热方面，40埃的纳米烟囱比碳纳米管的效率高20%。
“我们对推进低维碳 - 富勒烯，纳米管和石墨烯的新申请的兴趣是广泛的。一种方式是用它们作为构建块，以填充不同的设计，创造有各向异性，不均匀的脚手架，没有属性目前的散装材料有。“- Boris Yakobson，在新闻稿中赖斯大学
总结
虽然只有示范在仿真中，但它确实表明碳纳米结构在未来的设备中具有重要作用。如果生长锥体的要求是除去几种碳原子，则可以通过使用探针工具来容易地产生这些结构，其中具有移动单个原子的能力。
设备变得更快，更强大，鼓励工程师开发更高效的冷却系统。如果这些烟囱和科学家继续发展更好的散热技术，散热器可能成为过去的装置。
