پژوهشگران دانشگاه توکیو موفق به توسعه فناوری خنکسازی جدیدی برای تراشهها شدهاند که با بهرهگیری از تغییر فاز آب، عملکرد حرارتی را تا هفت برابر نسبت به روشهای سنتی افزایش میدهد.
به گزارش تکناک و به نقل از SciTech Daily، در حالی که آب جاری به عنوان یکی از رایجترین شیوههای خنکسازی به کار میرود، این روش جدید از انرژی نهفته در فرایند جوشیدن آب بهره میگیرد. این فناوری میتواند راهحلی کلیدی برای چالشهای حرارتی تراشههای قدرتمند نسل آینده باشد.
با وجود این، یکی از چالشهای اصلی در این روش، حرکت بخار از میان کانالهای میکروسکوپی تعبیهشده در دل تراشهها است. عبور بخار از این مسیرهای بسیار باریک اغلب با مشکل مواجه میشود و در نتیجه، کارایی روش کاهش مییابد.
پژوهشگران برای رفع این مانع، از کانالهای میکروسیال سهبعدی با ساختار مویرگی و یک لایه توزیعکننده استفاده کردهاند. آنها دریافتند که شکل کانالها و نحوه پخش مایع خنککننده در سیستم، تأثیر بهسزایی بر عملکرد حرارتی و هیدرولیکی دارد. آنها با تضمین جریان پیوسته آب و بخار، موفق شدند ضریب عملکرد (COP) را به ۱۰۰,۰۰۰ برسانند؛ رقمی که ده برابر بیشتر از روشهای خنکسازی با آب تکفاز است.
ماساهیرو نومورا، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: «مدیریت حرارتی در دستگاههای الکترونیکی پرقدرت، نقشی حیاتی در توسعه فناوریهای نسل بعدی دارد و طراحی ما میتواند افقهای جدیدی برای دستیابی به خنکسازی مؤثر بگشاید.»
این سیستم دوفازی علاوهبر فراهمسازی راهکاری جمعوجور برای خنکسازی، نیاز به سیالات عجیبوغریب یا سیستمهای پمپاژ را برطرف میکند. چنین فناوری میتواند در حوزههای متنوعی از جمله رایانش با کارایی بالا، لیزرها، فتودتکتورها، LEDها، سیستمهای راداری، همچنین صنایع خودروسازی و هوافضا کاربرد داشته باشد.
از دیگر مزایای این فناوری، امکان عملکرد غیرفعال آن است؛ به این معنا که تنها با اتکا به تغییر فاز و انتقال حرارت از طریق همرفت، نیاز به نیروی محرکه حذف میشود.
با کوچکتر شدن ابعاد تراشهها و افزایش چگالی حرارت در آنها، نیاز به نوآوری در فناوریهای خنکسازی بیش از گذشته احساس میشود. اگرچه نمونههایی از سیستمهای خنکسازی فعال نوین مانند: Frore AirJet Mini Slim و Ventiva Ionic Cooling Engine معرفی شدهاند، اما این سیستم دوفازی نویدبخش تحولی در خنکسازی غیرفعال است، که راهکاری مؤثر، کمجا و بدون نیاز به مصرف انرژی میباشد.
