Ohut jäähdytysratkaisu mobiileille ja laseri mikrosirua jäähdyttämään

Nagoyan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet innovatiivisen jäähdytyslaitteen - ultraohuen silmukkalämpöputken - joka parantaa merkittävästi älypuhelimien ja tablettien elektronisten komponenttien lämmönhallintaa.

Tämä läpimurto hallitsee onnistuneesti älypuhelimen intensiivisen käytön aikana syntyviä lämpötasoja, mikä mahdollistaa vielä ohuempien mobiililaitteiden kehittämisen, jotka pystyvät suorittamaan vaativia sovelluksia ylikuumenematta tai heikentämättä suorituskykyä.

Kehitetty ultraohut silmukkalämpöputki (UTLHP) valmistettiin luomalla virtausreitti ohuisiin kuparilevyihin, mukaan lukien sintratusta kuparijauheesta valmistettu sydänlanka (kuparijauhe tiivistetty kiinteäksi, huokoiseksi rakenteeksi lämmön tai paineen avulla), ja laserhitsaamalla ne muodostamaan kiinteän, tarkan yksikön. Järjestelmä käyttää vettä jäähdytysaineena ohuiden kuparikanavien sisällä. Vesi absorboi lämpöä, haihtuu, siirtyy viileämmälle alueelle, tiivistyy takaisin nesteeksi ja kierto toistuu.

Lämmönjohtavuuteen muutettuna laitteen lämmönsiirtokapasiteetti oli noin 45 kertaa suurempi kuin kuparilla ja noin 10 kertaa suurempi kuin grafiittilevyillä.

Sekä kupari että grafiitti tunnetaan erinomaisesta lämmönjohtavuudestaan.

Laite pystyy kuljettamaan vakaasti 10 W lämpöä pysty- ja vaakasuunnassa.

Minnesotalainen startup Maxwell Labs on puolestaan tehnyt tutkimus- ja kehitysyhteistyösopimuksen Sandia National Laboratoriesin ja New Mexicon yliopiston kanssa laserpohjaisen fotonijäähdytyksen demonstroimiseksi tietokonesiruille.

"Noin 30-40 prosenttia datakeskusten energiakäytöstä kuluu jäähdytykseen", sanoi Raktim Sarma, hankkeen johtava Sandian fyysikko. Maxwellin kokeelliset mikrosirukomponentit voivat tuoda helpotusta datakeskusteollisuuteen, jossa energiakustannuksista on tullut kasvava huolenaihe.

Vaikka laserit tunnetaan paremmin asioiden lämmittäjistä, kuten laserhitsauksessa, kaiverruksessa ja 3D-tulostuksessa, ne voivat myös jäähdyttää tietyissä olosuhteissa. Tämä tapahtuu, kun tietty valotaajuus sovitetaan tietyn elementin hyvin pieneen, erittäin puhtaaseen kohteeseen. Esimerkiksi joissakin kvanttitietokoneissa laserit auttavat pitämään yksittäisiä atomeja erittäin kylmissä lämpötiloissa.

Raktim huomauttaa, että laserjärjestelmä ei voi jäähdyttää taloa tai mitään bulkkimateriaaleja. Mutta se voisi toimia tietokonesirujen, kuten grafiikkasuorittimien parissa, jos jäähdyttävä valo voidaan kohdistaa pieniin paikallisiin kuumiin pisteisiin.

"Meidän on todellakin vain jäähdytettävä satojen mikrometrien luokkaa olevia kohtia", noin pölyhiukkasen kokoisia.

Aiheesta aiemmin:

Kuplat, jotka rikkovat sääntöjä: Sujuva löytö, joka uhmaa logiikkaa

Ennätysmäistä kvanttijäähdytystä kvanttitietokoneille