Исследователи из Токийского университета представили инновационное решение для охлаждения, основанное на фазовых переходах воды, что делает этот процесс более эффективным для отвода тепла.
По информации SciTech Daily, вода способна поглощать в семь раз больше энергии при переходе из жидкого состояния в газообразное (например, при кипении), что позволяет ей более эффективно рассеивать тепло по сравнению с традиционными методами, использующими проточную воду.
Однако, когда охлаждающая жидкость проходит через крошечные капилляры, встроенные в чип, пар часто сталкивается с трудностями в прохождении через эти узкие каналы, что снижает эффективность системы по сравнению с традиционными методами. Исследователи решили эту проблему, применив 3D-микрофлюидные каналы с капиллярной структурой и распределительным слоем коллектора.
Команда обнаружила, что форма микроканалов и распределение охлаждающей жидкости в системе значительно влияют на её тепловые и гидравлические характеристики. Обеспечив непрерывный поток воды и пара, они достигли коэффициента полезного действия (КПД) 100 000 — что примерно в десять раз превышает эффективность однофазного водяного охлаждения.
Старший автор исследования, Масахиро Номура, отметил:
«Контроль температуры мощных электронных устройств является критически важным для разработки технологий следующего поколения, и наша разработка может открыть новые горизонты для достижения необходимого охлаждения».
Внедрение этой двухфазной системы может привести к созданию более компактных решений для охлаждения без необходимости использования экзотических жидкостей. Кроме того, она может решить тепловые проблемы, с которыми сталкиваются высокопроизводительные вычисления, что позволит создавать более мощные чипы с меньшими требованиями к охлаждению. Эта технология также может быть применена в других областях, таких как лазеры, фотодетекторы, светодиоды и радиолокационные системы, а также в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
Система имеет потенциал для пассивной работы, позволяя жидкостям с изменяющимися фазами рассеивать тепло через конвекцию, что позволяет функционировать без насосного механизма. Поскольку чипы становятся все меньшими, они начинают генерировать больше тепла на ограниченной площади, что создает необходимость в инновациях в области охлаждения для соответствия развитию полупроводников.
Безвентиляторное решение охлаждения от Frore обеспечивает 50% прирост производительности для Samsung Galaxy Book4 Edge
Недавно были представлены несколько новых решений активного охлаждения, таких как Frore AirJet Mini Slim и Ventiva Ionic Cooling Engine. Однако эта двухфазная система может стать прорывом в технологии пассивного охлаждения, предоставляя эффективный вариант, который можно использовать в ограниченных пространствах без необходимости в источнике питания.
Разработано инновационное безвентиляторное охлаждение для ноутбуков мощностью до 40 Вт