Одной из основных проблем современной электроники является её нагрев. Сейчас используют кулеры или пассивные радиаторы, реже – жидкостное охлаждение, однако учёные ищут новые способы охладить чипы.
Инженеры из корпорации Intel и университета Дьюка разработали новую систему пассивного охлаждения электроники на основе подпрыгивания капель жидкости на супергидрофобной поверхности. Такая сстема, как предполагается, должна решить главную проблему нагрева – локализацию, ведь зачастую греется часть чипа, а потом нужно гибко балансировать снижение температуры.
Разработчики создали пассивное устройство, способное «отслеживать» и отводить тепло от таких горячих областей. В его основе лежит необычное явление, возникающее на супергидрофобных (не смачиваемых водой) поверхностях. Если на такой поверхности встретятся и сольются в одну две небольшие капли, то их общая поверхностная энергия уменьшится. Высвободившаяся энергия может привести к подпрыгиванию вновь возникшей капли.
Сам лхлаждающий модуль представляет собой плоскую герметичную «коробку», верхняя (внутренняя) поверхность которой покрыта гидрофильным материалом, впитывающим влагу, а нижняя обладает супергидрофобностью. В ней уже заранее находится небольшое количество воды. Верхняя часть модуля присоединяется к процессору, которые необходимо охладить. Как только возникает нагрев небольшой области процессора, на соответствующей части верхней поверхности ускоряется испарение воды. Это приводит к конденсации жидкости на расположенной напротив супергидрофобной стенке. При слиянии капли подпрыгивают обратно, достигая впитывающего влагу материала и процесс повторяется снова. Такая геометрия процесса позволяет делать интенсивным охлаждение именно вблизи горячей области.
Пока что система не готова к коммерческому производству, хотя её эффективность уже сопоставима с традиционными медными теплоотводами. В будущем исследователи намерены найти материал для создания супергидрофобной поверхности, способный выдерживать действие горячего пара, поскольку текущая версия покрытия не выдерживает более 70 градусов по Цельсию.
