Un team di scienziati giapponesi ha compiuto un’importante scoperta nel raffreddamento dei componenti elettronici. Il loro sistema innovativo utilizza l’acqua in modo inedito per dissipare il calore.
Gli esperti dell’Istituto delle scienze industriali dell’Università di Tokyo hanno sviluppato un dispositivo di raffreddamento in 3D che sfrutta il cambiamento di fase dell’acqua, aumentando fino a sette volte l’efficienza del trasferimento termico. I microcanali integrati consentono una gestione ottimale del calore.
La miniaturizzazione dei chip elettronici rappresenta una sfida significativa per la dissipazione termica. Le tecnologie attuali stanno raggiungendo i loro limiti di fronte al calore generato da componenti sempre più piccoli e potenti. La soluzione proposta dai ricercatori giapponesi potrebbe cambiare radicalmente la situazione.
Il raffreddamento bifasico, che utilizza sia il calore sensibile che quello latente dell’acqua, offre prestazioni senza precedenti. Tuttavia, la gestione delle bolle di vapore e la progettazione dei microcanali rimangono sfide importanti. Lo studio pubblicato in Cell Reports Physical Science presenta un approccio innovativo per superare queste difficoltà.
I ricercatori hanno progettato strutture microfluidiche in 3D che combinano canali capillari e uno strato di distribuzione. Questa architettura consente una regolazione precisa del flusso di raffreddamento, ottimizzando così l’efficienza termica. I test hanno mostrato risultati promettenti, con un coefficiente di prestazione da record.
Questa avanzata potrebbe rivoluzionare la gestione termica dei dispositivi elettronici ad alta potenza, aprendo la strada a tecnologie più performanti. Le applicazioni potenziali spaziano dagli smartphone ai centri dati.
Lo studio sottolinea l’importanza della geometria dei microcanali e della distribuzione del fluido nell’efficienza del sistema. I lavori futuri si concentreranno sull’ottimizzazione di questi parametri per un’integrazione su larga scala. La collaborazione tra ricercatori e industria sarà fondamentale per realizzare questa innovazione.
Come funziona il raffreddamento biphasico?
Il raffreddamento bifasico utilizza due stati dell’acqua per dissipare il calore. Inizialmente, l’acqua assorbe il calore in forma liquida, aumentando la sua temperatura. Successivamente, cambia fase in vapore, portando via una quantità di energia molto maggiore.
Questo processo sfrutta il calore latente, che è significativamente superiore al calore sensibile, permettendo una dissipazione termica molto più efficiente. I sistemi tradizionali non sfruttano questo vantaggio.
La gestione delle bolle di vapore è cruciale per evitare punti caldi. I microcanali devono essere progettati per ottimizzare questo flusso.
Fonte: Techno Science
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