captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

Szybsze procesory to nadmiar ciepła, wyjący wentylator komputera i mnóstwo kłopotów. Być może ten problem wkrótce rozwiąże zjawisko podpatrzone przez naukowców u cykad.

85,4 stopni Celsjusza: tyle czasami osiąga procesor w moim komputerze. Położony na udach zamienia się wtedy w kaloryfer, by po chwili stać się startującym odrzutowcem. Na pewno znacie ten problem, który jest zmorą nowoczesnych, szybkich komputerów.

Naukowcy z Duke University w Durham w najnowszym systemie chłodzenia przeznaczonym do komponentów elektronicznych wykorzystali zjawisko podpatrzone w świecie przyrody. Chodzi o odkryty w 2013 roku mechanizm wykorzystywany przez cykady do oczyszczania skrzydeł z zanieczyszczeń. Kiedy rosa, czyli kondensująca się na skrzydłach owada para wodna zaczyna się łączyć w większe krople, to uwalnia tym samym niewielką ilość energii powierzchniowej. Ta wystarcza, aby kropla „katapultowała się” z superhydrofobowej – odpychającej wodę ­– powierzchni skrzydła i zabrała ze sobą kurz. W przeciwieństwie do innych samoczyszczących się powierzchni, np. liścia lotosu, „efekt cykady” by zaistnieć nie potrzebuje deszczu, ani też nie wymaga odpowiedniego ułożenia, które pozwoli sile grawitacji skutecznie usunąć wodę.

Komora parowa ochłodzi procesory i baterie

Jak możemy przeczytać w opisie eksperymentu opublikowanym kilka dni temu w Applied Physics Letters, nowa technologia wykorzystuje komorę parową zbudowaną z ułożonych równolegle superhydrofilowych i superhydrofobowych powierzchni połączonych ze sobą uszczelką próżniową. Pokrywający „sufit” materiał można porównać do porowatej gąbki, która gromadzi i rozprowadza wodę. „Podłoga” to, tak jak skrzydła cykady, płaszczyzna silnie odpychająca wodę. Kiedy komorę umieścimy na pracującym procesorze czy (w przyszłości) otoczymy nią nagrzewające się ogniwa akumulatorów to wraz z pojawieniem się ciepła rozpocznie się cyklinie powtarzający się proces.

Pod wpływem wzrostu temperatury zgromadzona w „gąbce” woda zaczyna parować i przemieszcza się w stronę zimniejszego dna komory. Tu ulega skropleniu, a silnie hydrofobowa powierzchnia sprawia, że małe krople łączą się w większe i są „katapultowane” z powrotem w stronę gorącego sufitu.

Choć tego nie widać, to komponenty elektroniczne nie nagrzewają się równomiernie. Powstają w nich często trudno do przewidzenia gorące punkty. Ich precyzyjne chłodzenie jest co prawda obecnie możliwe, ale trzeba z góry założyć gdzie będą się one tworzyć. Poza tym takie systemy chłodzące wymagają skomplikowanych układów cyfrowych do zarządzania całym procesem.
Komora parowa, wykorzystująca efekt cykady robi to w naturalny sposób. Woda paruje tylko tam gdzie znajdują się gorące punkty i tylko te miejsca są chłodzone przez skaczące krople.

Kropele łączą się na superhydrofobowej powierzchni i dzięki uwolnieniu energii odskakują od niej. (zdjęcie: Duke Univeristy)

Zespół inżynierów pod kierownictwem profesora Chuan-Hua Chena zwraca też uwagę na kolejną zaletę podpatrywania świata natury. W przeciwieństwie do stosowanych w elektronice ciepłowodów, pomysł amerykańskich naukowców działa tak samo efektywnie bez względu na to jak jest ustawiony w przestrzeni. Krople równie dobrze „katapultują”, gdy komora parowa znajduje się w pozycji pionowej, poziomej czy też chłodzony element zostanie odwrócony o 180 stopni.

Źródło i film: Duke University, Applied Physics Letters

 

 

Skaczące krople wody, które myją cykady – niedługo ochłodzą komputery
5 (100%) 4 głosów

  • Pawel

    Nieznalazłem nigdzie w tekście co rozumieć przez “niedługo”? Miesiąc, rok, 5 lat?

Nie ma więcej wpisów