Dijamantne deke hlade čipove i jačaju performanse

Bakterija za recikliranje baterija, gnojivo iz istrošenih EV baterija, umjetni mišići pokretani zvukom i umjetni jezik koji mjeri ljutinu hrane neki su od istraživačkih pothvata zabilježenih proteklog tjedna

Mladen Smrekar subota, 1. studenog 2025. u 08:30
Uzgoj krupnozrnatog polikristalnog dijamanta na niskoj temperaturi omogućio je novi način borbe protiv topline u tranzistorima 📷 Mohamadali Malakoutian
Uzgoj krupnozrnatog polikristalnog dijamanta na niskoj temperaturi omogućio je novi način borbe protiv topline u tranzistorima Mohamadali Malakoutian

Istraživači Sveučilišta Stanford razvili su tanki sloj polikristalnog dijamanta, debljine nekoliko mikrometara, koji se može nanositi izravno na poluvodičke uređaje na temperaturama do 400 °C. Ova tehnologija, kažu, omogućava učinkovito raspršivanje topline unutar čipova bez oštećenja osjetljivih komponenti. U testovima s galij-nitridnim radiofrekventnim tranzistorima dodatak dijamanta snizio je temperaturu uređaja za više od 50 °C, što je rezultiralo petostrukim povećanjem pojačanja radio valova u X-pojasu.

Polikristalni dijamant mogao bi pomoći u smanjenju temperature unutar 3D čipova 📷 Dennis Rich
Polikristalni dijamant mogao bi pomoći u smanjenju temperature unutar 3D čipova Dennis Rich

Dijamanti imaju puno veću toplinsku vodljivost od bakra, što ih čini izvrsnim materijalom za hlađenje budućih CMOS čipova i drugih visokih tehnologija, tvrde istraživači koji kažu da bi njihova inovacija mogla značajno unaprijediti učinkovitost, pouzdanost i trajnost mikroelektronike zahvaljujući boljem upravljanju toplinom.​


Najtopliji motor na svijetu

Motor sastavljen od jedne mikroskopske čestice suspendirane u električnom polju, djelo je istraživača King's Collegea u Londonu. Ovaj motor postiže temperature toplije od središta Sunca, što omogućava istraživanje zakona termodinamike na najmanjoj skali. Primjenom šumnog napona na elektrodu čestice, temperatura dramatično raste, čime se otvaraju nove mogućnosti za razvoj učinkovitijih strojeva i analognog računarstva.

Toplinski motor s mikročesticama 📷 James Millen
Toplinski motor s mikročesticama James Millen

Ova tehnologija, čiji su principi opisani i razjašnjeni u časopisu Physical Review Letters, mogla bi, kažu, unaprijediti modeliranje savijanja proteina, važnog za razumijevanje bolesti i razvoja lijekova.


Bakterija za recikliranje baterija

Istraživači Boston Collegea otkrili su bakteriju Acidithiobacillus ferrooxidans koja prirodno proizvodi protone sposobne za ispiranje elektrodnih materijala iz istrošenih baterija. Ova bakterija koristi željezo iz kućišta baterija kao svoj nutrijent, što omogućava samodostatni biološki proces recikliranja bez potrebe za toksičnim kemikalijama i velikom potrošnjom energije.

Novi proces biološkog ispiranja otvara vrata učinkovitom oporabljivanju katodnih metala 📷 Brooke E. Elander, Mengyun Jiang, Mikayla Fahrenbruch, Wei Li, Babak Momeni, Dunwei Wang
Novi proces biološkog ispiranja otvara vrata učinkovitom oporabljivanju katodnih metala Brooke E. Elander, Mengyun Jiang, Mikayla Fahrenbruch, Wei Li, Babak Momeni, Dunwei Wang

Takav pristup, opisan u časopisu ACS Sustainable Resource Management, obećava čistiji, lokalizirani i energetski učinkovitiji postupak recikliranja baterija, s potencijalom za značajno smanjenje otpada i okolišnih troškova.


Gnojivo iz istrošenih EV baterija

Inovativan proces za reciklažu istrošenih litij-željezo-fosfatnih (LFP) baterija iz električnih vozila djelo je profesora Sveučilišta Wisconsin-Milwaukee. LiFeP baterije, koje imaju nominalni napon ćelije oko 3,2 V i dug vijek trajanja do 2000 ciklusa, efektnije se pune i troše s manjim gubicima energije u odnosu na tradicionalne baterije poput olovnih.

profesor Deyang Qu razvio je strategiju recikliranja istrošenih baterija 📷 UWM Photo / Troye Fox
profesor Deyang Qu razvio je strategiju recikliranja istrošenih baterija UWM Photo / Troye Fox

Postupak reciklaže koristi dobro poznatu tehnologiju ionske izmjene, ekonomski održivu jer proizvodi vrijedne poljoprivredne sirovine: fosfor, kalij i dušik, pri čemu se litij učinkovito izdvaja i može se dodatno koristiti. Projekt je trenutno testira na eksperimentalnim kulturama poput rajčica.


OCTOID: robot inspiriran hobotnicom

Istraživači Korejskog instituta za znanost i tehnologiju (KIST) razvili su naprednog mekog robota nadahnutog sposobnostima hobotnice. OCTOID ima dvoslojni dizajn koji kombinira aktivni sloj od kolesteričnih tekućekristalnih elastomera (CLCE) sposobnih mijenjati boju te kruti, prozirni sloj koji omogućuje reverzibilnu i prilagodljivu promjenu oblika.

Napredni meki robot dvoslojnog dizajna 📷 Dae-Yoon Kim i sur.
Napredni meki robot dvoslojnog dizajna Dae-Yoon Kim i sur.

Ovaj robot, predstavljen u časopisu Advanced Functional Materials, može ne samo promijeniti boju radi kamuflaže, nego se i programabilno kretati te sigurno hvatati objekte nalik hobotičjim krakovima. Integracija optičkih i mehaničkih funkcija u jednom sustavu, kažu, otvara nove mogućnosti u biomimetičkoj robotici i naprednom dizajnu mekih, autonomnih robota sofisticiranog ponašanja.


Umjetni mišići pokretani zvukom

Švicarski istraživači s ETH Zürich razvili su umjetne mišiće od silikona s mikromjehurićima koji se mogu kontrolirati ultrazvukom. Kad ih se izloži zvučnim valovima, ovi mišići s mikrostrukturom pora u koje se zarobljavaju mjehurići, osciliraju i stvaraju precizno usmjerene pokrete, od jednostavnog savijanja do valovitih obrazaca.

Tehnologija, opisana u časopisu Nature, omogućava bežičnu kontrolu, brzo reagiranje i veliki potencijal za primjenu u tijesnim ili osjetljivim područjima poput gastrointestinalnog trakta, najavljujući nove mogućnosti u tehničkim i medicinskim poljima.​ U laboratorijskim ispitivanjima pokazali su se tako kao izuzetno nježni hvatači te kao idealni medicinski flasteri za ciljano otpuštanje lijekova.