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:

Полезная альтернатива утреннему кофе 12.03.2025

Многие люди не представляют свое утро без чашки крепкого кофе, однако недавнее исследование, проведенное учеными Университета Джорджии, показало, что существует более эффективный и полезный способ взбодриться. Оказывается, обычная лестница может стать отличной альтернативой утреннему кофе, обеспечивая заряд энергии и повышая работоспособность. В эксперименте приняли участие студенты, страдающие от недосыпа, которые были разделены на несколько групп. Одним давали таблетки с кофеином, другим - плацебо, третьим - содовую, а четвертым - предлагали подняться по лестнице в течение 10 минут, преодолев около 30 этажей. Результаты исследования показали, что кофеин, плацебо и содовая не оказали существенного влияния на уровень энергии и работоспособность участников. Однако физическая активность в виде подъема по лестнице привела к значительному повышению бодрости и мотивации. Ученые объясняют этот эффект тем, что физические упражнения стимулируют выработку эндорфинов - гормонов радости, ...>>

Морозоустойчивые натрий-ионные аккумуляторы 12.03.2025

Ученые Сианьского университета Цзяотун добились значительного прогресса в разработке натрий-ионных аккумуляторов, способных функционировать даже в условиях экстремального холода. Эта разработка открывает новые перспективы для использования электроники и транспорта в регионах с суровым климатом. Особенностью новых аккумуляторов является их способность работать при температуре до -40 °C, что делает их идеальными для использования в арктических условиях и в других местах с экстремально низкими температурами. В основе инновационной технологии лежит использование принципов инь и ян - объединение сильных и слабых растворителей. Такой подход позволил ученым создать прототип натрий-ионных аккумуляторов, которые сохраняют до 80% своей емкости даже при сильных морозах. В последние годы натрий-ионные аккумуляторы привлекают все большее внимание как перспективная альтернатива литий-ионным батареям. Доступность сырья и низкая стоимость делают их привлекательными для использования в электро ...>>

Автономный датчик для очистки питьевой воды 11.03.2025

Ученые разработали инновационный биосенсор, способный автономно обнаруживать и уничтожать опасные бактерии кишечной палочки (E. coli) в питьевой воде. Эта технология обещает кардинально изменить методы обеспечения безопасности воды по всему миру. Традиционные методы обнаружения бактерий, такие как культивирование и ПЦР, требуют много времени, специализированного оборудования и квалифицированного персонала. Существующие биосенсоры, хотя и быстрее, зависят от внешних источников энергии и со временем теряют эффективность. Новый биосенсор преодолевает эти ограничения благодаря уникальной трехкомпонентной системе. Ферментативный биотопливный элемент (EBFC) использует глюкозооксидазу для преобразования глюкозы в электроны и перекись водорода, обеспечивая автономное питание датчика. Фермент защищен от деградации с помощью металлоорганического каркаса. Система обнаружения на основе аптамеров (специализированных цепочек ДНК) специфически связывается с E. coli. Это вызывает электриче ...>>

Обновленный электромобиль Volkswagen ID.3 11.03.2025

Автопроизводитель Volkswagen представил обновленную версию своего популярного электромобиля ID.3. Модель 2025 года получила ряд изменений, направленных на повышение технологичности, комфорта и доступности. Главные изменения коснулись интерьера, а также впервые появилась версия с новым литий-железо-фосфатным аккумулятором (LFP). До сих пор ID.3 комплектовался исключительно никель-марганец-кобальтовыми (NMC) батареями. Теперь же покупателям доступна версия с LFP-аккумулятором емкостью 53,6 кВтч, обеспечивающим запас хода в 451 км по циклу CLTC. Поставщиком аккумуляторов выступает компания CATL. Важно отметить, что LFP-аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед NMC, таких как большая термостойкость, более длительный срок службы и меньшая стоимость. Однако они уступают NMC в плотности энергии, что отражается на времени зарядки. Быстрая зарядка ID.3 с LFP-аккумулятором с 30% до 80% занимает 48 минут, что дольше, чем ...>>

Распознавание эмоций животных 10.03.2025

Ученые делают значительные успехи в понимании эмоций животных, используя технологии искусственного интеллекта. Разрабатываются системы, способные распознавать не только базовые ощущения, такие как боль и стресс, но и более сложные эмоции, например, радость и разочарование. Система Intellipig, созданная исследователями из Университета Западной Англии и Сельскохозяйственного колледжа Шотландии, идентифицирует свиней по чертам морды с точностью 97% и определяет признаки боли и стресса. Аналогичная технология, разработанная израильскими учеными, распознает боль у овец с точностью 82%, превосходя в этом специалистов-людей, точность которых составляет всего 70%. Команда под руководством Анны Заманской из Университета Хайфы работает над распознаванием более сложных эмоций у животных. Их алгоритмы способны определить, "доволен" или "разочарован" конь, с точностью 61%. Психолог Бриттани Флоркевич обнаружила, что коты способны демонстрировать 276 различных выражений морды, что открывает ...>>

Случайная новость из Архива Силовые тренировки снижают риск смерти 07.03.2022 Регулярное выполнение упражнений, укрепляющих мышцы, снижает риск смерти от некоторых заболеваний, заявили японские ученые из университетов Тохоку и Кюсю. Упражнения для укрепления мышц включают поднятие тяжестей, отжимания, приседания, работу с эспандерами и даже копание грядок в саду. Специалисты проанализировали 16 исследований, проведенных в США, Англии, Шотландии, Австралии и Японии, в которых участвовали от 4 до 480 тысяч человек разных возрастов. Во всех исследованиях изучалось влияние на организм человека аэробных и силовых упражнений. Выяснилось, что 30-60 минут еженедельных упражнений связаны со снижением риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, рака, сахарного диабета и болезней легких на 10-20 процентов. Ученые отметили, что результаты могут быть не совсем точными, поскольку изученные ими исследования были наблюдательными, а не клиническими, и основывались на субъективной оценке деятельности по укреплению мышц.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025