Uusi lämmönsiirtomateriaali voi viilentää energiasyöppöjä datakeskuksia

Texas Austin yliopiston tutkijoiden ja insinöörien johtama ryhmä loi uuden lämpörajapintamateriaalin, joka voi orgaanisesti poistaa lämpöä suuritehoisista elektronisista laitteista, mikä vähentää tai jopa poistaa laajan jäähdytyksen tarpeen.

Uusi materiaali, joka on valmistettu nestemäisen metallin ja alumiininitridin sekoituksesta. Näiden kolloidien lämpövastukset ovat 0,42–0,86 mm2 K/W reaalisissa lämpörajapinnoissa, mikä ylittää johtavat lämmönjohteet yli suuruusluokalla.

Tämä ylivoimainen suorituskyky johtuu gradienttisesta heterorajapinnasta, jolla on tehokas lämmönsiirto neste-kiintoaine rajapintojen läpi ja huomattava kolloidinen lepojähmeys.

Palvelinkeskusten ja muiden suurten elektronisten järjestelmien jäähdytysinfrastruktuurin virrankulutus on vahvassa kasvussa.

On olemassa kuilu sen välillä kuinka paljon jäähdytystä näiden materiaalien pitäisi teoriassa kyetä aikaansaamaan, ja sen välillä, mitä ne ovat kyenneen saamaan aikaan reaalimaailman testeissä.

Tämän projektin uudet materiaalit pystyivät kuromaan umpeen tämän kuilun.

Kehitetyn materiaalin testi voi poistaa 2 760 wattia lämpöä pieneltä 16 neliösenttimetrin alueelta. Se voi vähentää jäähdytyspumpun, joka on merkittävä osa elektroniikan jäähdytyspalapeliä, tarvitsemaa energiaa 65 %.

"Tämä läpimurto vie meidät lähemmäksi teorian ennustaman ihanteellisen suorituskyvyn saavuttamista, mikä mahdollistaa kestävämpiä jäähdytysratkaisuja suuritehoiseen elektroniikkaan", sanoi Kai Wu.

Tekoälyn räjähdysmäisen kasvun sekä teknologian jatkuvan leviämisen odotetaan edelleen lisäävän merkittävästi datakeskusten työkuormaa. Tämä tarkoittaisi, että tarvitaan enemmän energiaa näiden keskusten tehostamiseen ja jäähdyttämiseen.

Tutkijat loivat uuden jäähdytysmateriaalin käyttämällä erityistä prosessia, jota kutsutaan mekanokemiaksi. Tämä prosessi auttaa nestemäistä metallia ja alumiininitridia sekoittumaan hyvin hallitusti luomaan gradienttirajapintoja, mikä helpottaa lämmön siirtymistä niiden läpi.

Aiheesta aiemmin:

Lämmönsiirron hallintaa transistorilla

Elektroniaaltojen kuljettama lämpö

Lämmönhallintaa nanoelektroniikalle