"Прыгающие капельки" помогут охладить современную электронику

Проблема теплоотвода в современной компьютерной индустрии стоит остро: несмотря на уменьшение размеров транзистора, сложность процессоров и графических ядер постоянно растёт, причём вместе с тактовыми частотами, что выливается в соответствующее увеличение тепловыделения. Всё реже встречаются на рынке однослотовые видеокарты достаточно серьёзного уровня, а громоздкие СЖО прочно заняли место воздушных кулеров в системах энтузиастов. Но технология «Jumping Droplets» (прыгающие капельки), как обещают её разработчики, может существенно поднять эффективность систем охлаждения, особенно в случае возникновения точечных участков сильного нагрева.

Стадии процесса

Стадии процесса (можно оценить размеры и высоту прыжка капель)

Как бы это романтично не прозвучало, но работает новый метод примерно так же, как цикады защищают от намокания свои хрупкие крылышки. Дело в том, что при достаточной гидрофобности (свойство отталкивать влагу) поверхности объединение двух крошечных капелек воды генерирует достаточно энергии для того, чтобы получившаяся более крупная капля сама оторвалась от этой поверхности. «Эффект цикады» известен довольно давно и хорошо описан в науке, но применить его для охлаждения микроэлектроники удалось впервые. Как было выяснено в совместной работе Intel и Duke University, это свойство можно использовать и для охлаждения современных микрочипов. Траектория прыжков капель может быть такой, что их конечным пунктом назначения окажется поверхность, требующая активного охлаждения. Основную сложность при практической реализации принципа представляет поиск материалов с нужной степенью гидрофобности.

Технически это несколько напоминает испарительную камеру, работающую, однако, «наоборот». Условный пол этой камеры сделан из гидрофобного материала, а потолок — напротив, представляет собой пористую губку. Горячие области провоцируют испарение жидкости, находящейся в структурах потолка, в сторону пола, где она конденсируется в капли. Капель становится больше, они начинают объединяться — и прыгать за счёт вышеописанного «эффекта цикады» к потолку, после чего цикл повторяется, причём такая камера будет работать вне зависимости от направления вектора гравитации и ориентации в пространстве, важно лишь разделение на «пол» и «потолок». Такая система теплоотвода эффективнее традиционных, поскольку работает не только на плоскости, но и в пространстве, заявляют разработчики. При этом она, в отличие от термоэлектрической, не требует подвода энергии извне. Глава команды профессорЧэнь Чуаньхуа(Chuan-Hua Chen) уверен, что вскоре новую технологию удастся стандартизировать, а от этого пункта до выпуска первых работоспособных систем охлаждения на новом принципе — один шаг.

Нравится11
Комментарии (4)
B
i
u
Спойлер