Охлаждение электроники прыгающими капельками

17.04.2017

Проблема теплоотвода в современной компьютерной индустрии стоит остро: несмотря на уменьшение размеров транзистора, сложность процессоров и графических ядер постоянно растет, причем вместе с тактовыми частотами, что выливается в соответствующее увеличение тепловыделения.

Все реже встречаются на рынке однослотовые видеокарты достаточно серьезного уровня, а громоздкие СЖО прочно заняли место воздушных кулеров в системах энтузиастов. Но технология "Jumping Droplets" (прыгающие капельки), как обещают ее разработчики, может существенно поднять эффективность систем охлаждения, особенно в случае возникновения точечных участков сильного нагрева.

Работает новый метод примерно так же, как цикады защищают от намокания свои хрупкие крылышки. Дело в том, что при достаточной гидрофобности (свойство отталкивать влагу) поверхности объединение двух крошечных капелек воды генерирует достаточно энергии для того, чтобы получившаяся более крупная капля сама оторвалась от этой поверхности. "Эффект цикады" известен довольно давно и хорошо описан в науке, но применить его для охлаждения микроэлектроники удалось впервые. Как было выяснено в совместной работе Intel и Duke University, это свойство можно использовать и для охлаждения современных микрочипов.

Траектория прыжков капель может быть такой, что их конечным пунктом назначения окажется поверхность, требующая активного охлаждения. Основную сложность при практической реализации принципа представляет поиск материалов с нужной степенью гидрофобности.

Технически это несколько напоминает испарительную камеру, работающую, однако, "наоборот". Условный пол этой камеры сделан из гидрофобного материала, а потолок - напротив, представляет собой пористую губку. Горячие области провоцируют испарение жидкости, находящейся в структурах потолка, в сторону пола, где она конденсируется в капли. Капель становится больше, они начинают объединяться - и прыгать за счет вышеописанного "эффекта цикады" к потолку, после чего цикл повторяется, причем такая камера будет работать вне зависимости от направления вектора гравитации и ориентации в пространстве, важно лишь разделение на "пол" и "потолок". Такая система теплоотвода эффективнее традиционных, поскольку работает не только на плоскости, но и в пространстве, заявляют разработчики. При этом она, в отличие от термоэлектрической, не требует подвода энергии извне.

Глава команды профессор Чэнь Чуаньхуа (Chuan-Hua Chen) уверен, что вскоре новую технологию удастся стандартизировать, а от этого пункта до выпуска первых работоспособных систем охлаждения на новом принципе - один шаг.

<< Назад: Зубр из пробирки 17.04.2017

>> Вперед: Климатические изменения сделают авиаперелеты менее комфортными 16.04.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Взрослые стволовые клетки превращаются в органы 13.07.2012 Ученые из Университета штата Мэриленд опубликовали обнадеживающие результаты своего исследования: взрослые стволовые клетки костного мозга мышей способны формировать клетки тканей различных органов, включая сердце, мозг и поджелудочную железу. Данное исследование американских ученых раскрывает огромный потенциал взрослых стволовых клеток костного мозга, вернее их особого типа, известного под названием CD34+. Многообещающее открытие может привести к созданию новых способов лечения тяжелых заболеваний, например, диабета, болезни Паркинсона или Альцгеймера. Пораженные недугом клетки можно будет заменить здоровыми, и симптомы болезни исчезнут. Клетки CD34+- мультипотентные, то есть могут превращаться в различные функциональные клетки любого органа в организме. Не надо подробно пояснять, какие возможности это открывает для пациента: регенерация любых поврежденных тканей с помощью собственного клеточного материала. Исследователи из Университета штата Мэриленд уже разработали специальную систему культивирования стволовых клеток костного мозга, который обычно производит красные, белые клетки крови и клетки иммунной системы. Ученые использовали широко признанную модель, которая применяется для оценки мультипотентности эмбриональных стволовых клеток, и доказали, что стволовые клетки костного мозга могут сделать гораздо больше, нежели производство лишь специфических кровяных клеток. Ученые также обнаружили, что клетки CD34+ имеют ограниченный срок жизни и не вызывают образование тератом - опухолей, которые иногда возникают после применения эмбриональных стволовых клеток и взрослых стволовых клеток, выращиваемых с применением генетических манипуляций. При этом клетки CD34+ такие же универсальные, как и эмбриональные. Поскольку CD34+ уже существуют в здоровом костном мозге, их можно широко использовать в клинической практике. Собственные клетки реципиента позволяют отказаться от подавления иммунной системы и восстанавливать большие объемы поврежденной ткани.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026