來源：Nature Nanotechnology

01 背景介紹

有效管理電子系統(tǒng)和設(shè)備的熱條件已成為21世紀(jì)的首要挑戰(zhàn)，涉及從冷卻高度集成電子設(shè)備到增強(qiáng)雷達(dá)和激光系統(tǒng)熱性能的關(guān)鍵應(yīng)用。能源密集型數(shù)據(jù)中心的散熱問題引起了人們的迫切關(guān)注，據(jù)估計(jì)，從2015年到2016年，能源密集型數(shù)據(jù)中心每年消耗的電力達(dá)到驚人的200太瓦時(shí)。電子系統(tǒng)的冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)電力消耗，與服務(wù)器的相同，在很大程度上促成了全球總體碳排放。為了應(yīng)對(duì)這些熱挑戰(zhàn)，近幾十年來，人們對(duì)先進(jìn)的冷卻技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，包括空氣強(qiáng)制對(duì)流、噴霧冷卻、射流撞擊和微通道冷卻。然而，實(shí)際由于熱源和冷卻槽之間串聯(lián)連接的固有熱阻，特別是當(dāng)縮放以適應(yīng)具有復(fù)雜熱界面的大型能源密集型系統(tǒng)時(shí)。這個(gè)縮放問題需要高泵送功率和精心設(shè)計(jì)的接口面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過幾平方厘米。鑒于這一挑戰(zhàn)，迫切需要?jiǎng)?chuàng)新的材料和冷卻技術(shù)，以提供高效和可持續(xù)的解決方案

02 成果掠影

近日，四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院傅強(qiáng)教授/吳凱副研究員、美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校余桂華教授團(tuán)隊(duì)大幅推進(jìn)千瓦級(jí)器件的可持續(xù)熱管理研究取得最新進(jìn)展。該研究介紹了由Galinstan和氮化鋁組成的機(jī)械化學(xué)介導(dǎo)的膠體液態(tài)金屬，以彌合實(shí)踐與理論之間的差距。這些膠體在實(shí)際熱界面中的熱阻介于0.42和0.86 mm²K /W之間。這種優(yōu)異的性能歸功于梯度異質(zhì)界面在液固界面上的高效熱傳輸以及膠體顯著的觸變性。在實(shí)際設(shè)備中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)與微通道冷卻相結(jié)合時(shí)，它們能夠從16cm²的熱源中提取2,760W的熱量，并能將泵的耗電量降低65%。熱界面技術(shù)的這一進(jìn)步為千瓦級(jí)設(shè)備的高效和可持續(xù)冷卻提供了一個(gè)前景廣闊的解決方案。研究成果以“Mechanochemistry-mediated colloidal liquid metals for electronic device cooling at kilowatt levels”為題發(fā)表在《Nature Nanotechnology》期刊。

03 圖文導(dǎo)讀

圖1. 膠體LMs的概念和合成。

圖2. AlN-LM異質(zhì)界面的調(diào)制。

圖3. 界面觸變性和熱傳輸。

圖4. 實(shí)用設(shè)備中的高通量散熱。

標(biāo)簽： 導(dǎo)熱散熱 點(diǎn)擊： 評(píng)論: