Metalni theta-fazni tantal nitrid mogao bi uskoro promijeniti način na koji hladimo čipove i strojeve. Istraživači sa Sveučilišta Kalifornija u Los Angelesu (UCLA) izmjerili su mu toplinsku vodljivost od čak 1100 W/mK – gotovo triput više od bakra i srebra, dosadašnjih industrijskih rekordera.
Voditelj tima, profesor Yongjie Hu sa UCLA Samueli School of Engineering, ističe kako brzi napredak umjetne inteligencije „guraju konvencionalne metale poput bakra do njihovih granica performansi”, pa će pouzdaniji i učinkovitiji vodič topline biti ključan za budući hardver.
Što materijal čini posebnim? • Slabe elektron-fononske interakcije otkrivene sinkrotronskim X-zrnatim raspršenjem i ultrabrzom optičkom spektroskopijom omogućuju gotovo nesmetan protok topline. • Izuzetna tvrdoća, iznad 30 GPa, svrstava ga među supertvrde materijale; uobičajeni konstrukcijski čelici dosežu tek 2–5 GPa, a najtvrđi kaljeni oko 10 GPa. • Stabilnost na visokim temperaturama te metalna električna vodljivost otvaraju mu vrata primjene u ekstremnim okruženjima.
Potencijalna primjena
- Rashladni sustavi za procesore, akceleratore umjetne inteligencije i kvantna računala.
- Zrakoplovni i svemirski sustavi kojima je potrebna pouzdana disipacija topline.
- Zaštitni rezni alati i elektrode otporne na kemijska opterećenja.
- Hibridne elektroničke komponente koje traže barijeru i vodič u jednom sloju.
Studija, objavljena u časopisu Science, tek otvara niz tehnoloških pitanja: može li se theta-fazni tantal nitrid proizvesti u većim količinama i prihvatljivoj cijeni, te koliko brzo može ući u serijsku elektroniku. No jedno je sigurno – za konstrukcijski čelik, pa čak i za bakar, novi je materijal postavio letvicu nevjerojatno visoko.