Фраза «над этой задачей вашему процессору придётся попотеть» может потерять иносказательное выражение и оказаться буквальной в своём высказывании. Представляется шуткой? Отнюдь. Современные знания о нанопористых материалах позволяют создавать пассивные радиаторы с эффективным отводом тепла при испарении воды.
Согласно идее ученых из Шанхайского университета Джао Тонг в Китае, если млекопитающие научились эффективно охлаждать себя в процессе испарения воды кожным покровом, то почему бы не охлаждать испарением электронику? В серии экспериментов с нанопористыми материалами покрытия выяснилось, что предложенный метод отлично проявил себя в небольших формфакторах, где оказался эффективнее активных систем охлаждения с вентиляторами.
За основу материала для «потеющего» покрытия учёные взяли так называемую металл-органическую каркасную структуру (MOF). Это решётчатая структура с порами от нескольких нанометров. Опытный материал на основе хрома получил название MIL-101. В ходе проверки концепции материал MIL-101 нанесли тончайшим слоем на металлическую подложку. Этот пористый слой толщиной всего 1 мкм за 25 минут охладил подложку на 8,6 °C при нагреве мощностью 1,5 Вт.
Важно отметить, что «потеющий» радиатор не требует для своей работы резервуара с запасом воды. Всю необходимую для работы влагу он вбирает в себя из окружающего воздуха во время простоя (при отсутствии нагрева и испарения). И чем больше пор или чем толще покрытие (до разумных пределов), тем интенсивнее происходит испарение и отвод тепла.
Современные системы пассивного отвода тепла от электроники часто используют рассеивание на эффекте фазового перехода состояния вещества. Вещества на основе или подобные воску при нагреве плавятся и поглощают энергию. По сравнению с этой технологией, часто использующейся в аэрокосмической технике, предложенный метод испарения влаги пористым покрытием действует в 10 раз эффективнее.
Другой важной областью применения «потеющих» материалов представляется мягкая или гибкая робототехника. Вместо громоздких систем отвода тепла с помощью вентиляторов, которые в ряде случаев просто невозможно будет установить, потеющая поверхность корпуса станет простым ответом на вопрос, как охладить робота.
Источник:
