Lämpö on aina elektroniikan vihollinen, joka pitää saada johdettua pois komponenteista. Stanfordin yliopistossa on kehitetty tekniikka, jossa jäähdytetään komponentteja muutamalla muutaman atomin paksuisella kalvolla.
Stanfordin sähkötekniikan professori Eric Popin mukaan nämä nanokalvot auttavat entisestään miniatyrisoimaan elektroniikkaa. Kalvojen paksuus on noin 10 nanometriä eli jäähdytysrakenne on sata kertaa vaikkapa lasirakennetta ohuempi.
Professori Pop muistuttaa, että fyysisesti älypuhelimesta tai läppäristä aistittava lämpö on itse asiassa korkeataajuista ääntä, jota ihminen ei kuule. Sähkö virtaa lankojen läpi elektronien virtana. Kun elektronit liikkuvat, ne törmäävät ohittamiensa materiaalien atomeihin. Tällaiset törmäykset saavat atomit värisemään.
Mitä enemmän virtaa johdossa kulkee, sitä enemmän törmäyksiä tapahtuu. Lopulta tämä törmäysten määrä siirtyy kiinteän materiaalin läpi tuottaen energiaa, mitä tunnemme lämpönä, Pop selittää.
Tämän näkökulman perusteella Stanfordin tutkijat lainasivat keinoja fyysisestä maailmasta. Esimerkiksi äänitysstudiot ovat äänettömiä, koska ulkoiset äänet eristetään tehokkaasti paksulla lasilla. Sama periaate pääte nykypäivän elektroniikan jäähdytyselementteihin. ”Ikkunoiden” paksuuden kasvattaminen estäisi kuitenkin tehokkaasti elektroniikan kutistamisen.
Sen sijaan asunnoissa käytettävien monikerrosikkunoiden idea toimii myös elektroniikassa. Ikkunoissa laisen välissä on ilmaa, mikä paitsi eristää kylmää, myös ääntä. Tutkijoiden lämpöeriste käyttää useita atomitason kalvoja. Yksi kalvoista oli grafeenikalvo ja kolme muuta kolmen atomin paksuisia kalvoja. tuloksena oli 10 atomin paksuinen eriste, joka tehokkaasti vaimentaa atomisen lämpövärähtelyn. Iso osa atomien värähtelystä vaimenee, mikä kutistaa eri kerrosten läpi menevän energian määrää.
Tekniikan kaupallinen hyödyntäminen vaatii, että keksitään toimiva massavalmistustekniikka kalvojen lisäämiseen komponentteihin valmistuksen aikana. Pidemmällä aikataululla tutkijat uskovat aloittavansa kokonaan uuden tavan hallita energia materiaalien sisällä. Tätä tekniikkaa he kutsuvat fononiikaksi. Siinä lämpöenergiaa hallittaisiin, kuten elektroneja elektroniikassa ja valoa fotoniikassa.
