Autonomia operativa estesa di 100 volte con un nuovo materiale dall'Università del Missouri

Autonomia operativa estesa di 100 volte con un nuovo materiale dall'Università del Missouri

Il materiale potrebbe essere la base per la realizzazione di transistor magnetici capaci di dissipare molta meno energia rispetto alle tecnologie attuali. Già richiesto il brevetto e avviata la costituzione di una startup

di pubblicata il , alle 19:41 nel canale Scienza e tecnologia
 

Il lavoro di un gruppo di ricercatori dell'Università del Missouri potrebbe avere ripercussioni estremamente positive sulle autonomie operative dei piccoli dispositivi elettronici. I ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale che riesce a rispondere a due delle principali problematiche che si verificano nei dispositivi elettronici di oggi: l'autonomia relativamente ridotta e l'indesiderata produzione di calore.

"Diodi ed amplificatori semiconduttori, che sono di norma realizzati in silicio o germanio, sono elementi chiave nei moderni dispositivi elettronici. Un diodo normalmente conduce corrente e tensione solamente lungo una direzione e quando la tensione si inverte, il flusso di corrente si arresta. Questo processo di switching dissipa molta energia, condizionando l'autonomia di una batteria. Sostituendo il semiconduttore con un sistema magnetico, crediamo di poter creare un dispositivo energicamente efficiente e con migliori funzionalità" ha spiegato Deepak K. Singh, responsabile del progetto.

Il gruppo di ricercatori ha sviluppato un materiale depositando una lega magnetica su una trama a nido d'ape di una superficie in silicio. Il materiale può condurre corrente che scorre solo in una direzione, e dissipa una quantità di energia significativamente inferiore rispetto ad un diodo semiconduttore che si trova normalmente nei dispositivi elettronici. Questo diodo è precursore di transistor magnetici ed amplificatori che possono dissipare meno energia ed incrementare l'efficienza della fonte di alimentazione.

Secondo le analisi condotte dai ricercatori questo materiale potrebbe consentire di estendere addirittura di 100 volte l'autonomia operativa rispetto a quanto possibile oggi, a parità di tecnologia di batteria. Questo materiale troverebbe anche un valido impiego nella realizzazione della componentistica hardware per sistemi PC/server, dove minor energia dissipata si tradurrebbe in minor calore generato dal processore, consentendo quindi di aumentare anche le frequenze operative.

I ricercatori avvertono comunque che è necessario ancora molto lavoro di sviluppo prima di poter approdare ad una versione commercialmente adatta di questa soluzione. Nel frattempo, però, è stato richiesto il brevetto per il nuovo materiale e sono state avviate le pratiche per costituire una società allo scopo di portare il materiale sul mercato una volta perfezionato.

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21 Commenti
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\_Davide_/18 Maggio 2018, 19:59 #1
Un diodo normalmente conduce corrente e tensione solamente lungo una direzione e quando la tensione si inverte, il flusso di corrente si arresta. Questo processo di switching dissipa molta energia, condizionando l'autonomia di una batteria.


Qualcuno mi potrebbe spiegare che cosa intendono per "processo di switching"?

Per il resto sembra un'ottima idea, resta da vedere se è convenientemente producibile, e se è si può implementare al posto di diodi e transistor odierni.
*Pegasus-DVD*18 Maggio 2018, 20:19 #2
si certo certo
scorpionkkk18 Maggio 2018, 21:46 #3
Originariamente inviato da: \_Davide_/
Qualcuno mi potrebbe spiegare che cosa intendono per "processo di switching"?

Per il resto sembra un'ottima idea, resta da vedere se è convenientemente producibile, e se è si può implementare al posto di diodi e transistor odierni.



Per "processo di switching" si intende l'accensione/spegnimento del diodo o del transistor usato come switch. Questo tempo non è istantaneo (soprattutto quando si confronta con i tempi di un calcolatore) ed inoltre porta con sè dissipazione di corrente e di calore, causata da elettroni che continuano ad andarsene in giro per il semiconduttore urtando atomi e liberando ulteriori elettroni per qualche micro o nanosecondo in più. Elettroni da rimpiazzare con il circuito di alimentazione esterno collegato alla batteria.

Considerando che questo si verifica ad es. nei processori diversi miliardi di volte al secondo per milioni di transistor la questione è evidente.

Inoltre un tale processo costruttivo è decisamente molto più semplice da effettuare rispetto a quelli attuali. Il problema è che quello presentato è solo un diodo quindi, quando verranno prodotti transistor con la medesima tecnologia bisognerà verificare se questi materiali (il coating magnetico e la superficie a nido d'ape su silicio) sono scalabili, hanno problemi di dispersione in fase di miniaturizzazione e/o di stampa e se garantiscono una longevità tecnologica sufficiente da poterci buttare sopra un pò di soldi.
\_Davide_/18 Maggio 2018, 22:29 #4
Tutto chiaro allora, pensavo di essermi perso qualcosa perché inconsciamente avevo assimilato "switching" a qualcosa di fisico.

Anche io ho dubbi riguardo alla miniaturizzazione, ma chissà, magari la cosa si evolve
FreZeeN18 Maggio 2018, 22:43 #5
la fila di quelli che hanno inventato tecnologie rivoluzionare in questo campo e che aspettano una commercializzazione e' quella lunga, li sulla destra grazie!
zappy19 Maggio 2018, 14:41 #6
Originariamente inviato da: \_Davide_/
Tutto chiaro allora, pensavo di essermi perso qualcosa perché inconsciamente avevo assimilato "switching" a qualcosa di fisico.


è qualcosa di fisico. gli elettroni mica sono idee astratte
Raven19 Maggio 2018, 14:42 #7
OK tutto bello, ma qualche news sul grafene? È un po' che non se ne parla e comincio a preoccuparmi!

elgabro.19 Maggio 2018, 14:57 #8
Grafene 2 la vendetta
tallines19 Maggio 2018, 15:29 #9
Interessante la notizia, bisogna vedere quando uscirà sul mercato, il nuovo prodotto, anche per i processori
\_Davide_/20 Maggio 2018, 10:12 #10
Originariamente inviato da: zappy
è qualcosa di fisico. gli elettroni mica sono idee astratte


Fisico nel senso, ad esempio, di lamella che si muove.

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