東京大學的研究團隊研發(fā)出一種新型散熱技術,運用水的相變特性來提升散熱效率。根據(jù)“SciTech Daily”報導,水在從液態(tài)轉為氣態(tài)(即沸騰)時,吸收的能量是一般流動水冷卻的七倍,因此能捕捉與消散更多熱量。不過,由于冷卻劑需流經(jīng)內(nèi)建于芯片中的極細毛細渠道,蒸氣經(jīng)常難以順利通過這些狹窄通道,反而使得這種方法在效率上不如傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)。
研究人員通過具毛細結構與匯流分布層的3D微流體通道,解決了這項難題。他們發(fā)現(xiàn),微通道的形狀與冷卻劑在系統(tǒng)中的分布方式,對熱性能與流體動力表現(xiàn)有顯著影響。通過確保水與蒸氣的持續(xù)流動,該團隊實現(xiàn)了高達100,000的性能系數(shù)(COP),遠勝單相水冷技術的表現(xiàn)。
資深作者野村政宏表示:“高功率電子設備的熱管理,對于下一代技術的發(fā)展至關緊要,而我們的設計可能為所需的冷卻性能開啟新道路?!边@種雙相冷卻系統(tǒng)的應用,可能讓冷卻設備更為精巧,無需開發(fā)或使用特殊冷卻液體。
此外,該技術也可能解決高性能計算所面臨的熱管理瓶頸,使芯片在功率更強的情況下,冷卻能力的需求卻更少。這項技術同樣可應用于激光、光傳感器、LED、雷達系統(tǒng),并延伸至汽車與航太產(chǎn)業(yè)。由于這套系統(tǒng)具有被動運作的潛力,可利用液體相變產(chǎn)生的對流自然散熱,因此可能無需額外的泵機構。