سیستم خنکسازی تراشههای الکترونیکی با آب جوش ۷ برابر کارایی بیشتر, محققان ژاپنی با ابداع روشی نوین در مدیریت حرارت، رکورد جدیدی در کارایی سیستمهای خنکسازی تراشههای ریز ثبت کردهاند. این دستاورد که در مؤسسه علوم صنعتی دانشگاه توکیو حاصل شده، میتواند موانع پیش رو در راه پیشرفت الکترونیک قدرتمند و پایدار را برطرف سازد.

چالش افزایش چگالی حرارتی در تراشههای مدرن قانون مور اگرچه مسیر کوچکتر و قدرتمندتر شدن تراشهها را هموار کرده، اما این روند منجر به افزایش چشمگیر چگالی حرارتی شده است. راهکارهای خنکسازی سنتی دیگر قادر به پاسخگویی به حجم گرما در فضای محدود نیستند.

مزیت حرارت نهان در برابر حرارت محسوس سیستمهای معمول تنها از حرارت محسوس آب برای انتقال انرژی استفاده میکنند، در حالی که حرارت نهانِ جوشیدن آب حدود ۷ برابر انرژی بیشتری را جذب میکند. پژوهشگران با تمرکز بر این پدیده، سیستم خنککنندهای طراحی کردهاند که از تغییر فاز مایع برای حداکثر رساندن انتقال حرارت بهره میبرد.

معماری پیشرفته میکروکانالهای سهبعدی و مویرگی سیستم پیشنهادی شامل ترکیبی هوشمندانه از کانالهای ریز سهبعدی، ساختارهای مویرگی و لایه توزیع سیال است.

این طراحی منسجم، هم کارایی حرارتی و هم عملکرد هیدرولیکی را بهینه میسازد. ضریب کارایی ۱۰۵ و قابلیت عملکرد غیرفعال ضریب کارایی (COP) این سیستم به عدد بیسابقه ۱۰۵ رسیده که پیشرفت چشمگیری نسبت به روشهای رایج محسوب میشود. ویژگی منحصر به فرد این فناوری، قابلیت عملکرد غیرفعال است؛ یعنی انتقال حرارت بدون نیاز به پمپ و تنها با تکیه بر همرفت ناشی از تغییر فاز انجام میپذیرد.

کاربردهای فراتر از الکترونیک و پایداری این فناوری نه تنها برای پردازندههای قدرتمند، بلکه برای لیزرها، آشکارسازهای نوری، دیودهای نورانی، رادارها و صنایع اتومبیلسازی و هوافضا گزینهای ایدهآل است. با مدیریت بهینه حرارت، این راهکار در افزایش عمر تجهیزات، کاهش مصرف انرژی و تحقق اهداف کاهش کربن نقش مستقیمی ایفا میکند. نتایج کامل در نشریه منتشر شده است.