Команда южнокорейского института DGIST разработала гибкую плёнку для пассивного охлаждения электроники. В испытании при непрерывной работе устройства она снизила температуру его поверхности на 18,2 °C.
Потребность в охлаждении растёт вместе с вычислительной нагрузкой центров обработки данных. Охлаждение также требуется мобильным устройствам и батареям электромобилей, где тепло нужно отводить в ограниченном пространстве.
Обычные активные системы используют насосы или вентиляторы, которым нужна электроэнергия, а также теплоноситель, например вода. Их сложная конструкция может требовать значительных затрат на обслуживание. Пассивное испарительное охлаждение рассматривают как вариант без внешнего энергопитания.
У гигроскопичных материалов для такого охлаждения есть ограничения: традиционные варианты часто представляют собой жёсткие кристаллические твёрдые вещества. Они могут плохо прилегать к электронике и вызывать коррозию, что мешает нанесению материала непосредственно на устройство.
Разработчики объединили нанокристаллическую целлюлозу, способную удерживать влагу, с органическими ионными молекулами, которые хорошо её поглощают. Полученный материал сохраняет гибкость и сцепление с поверхностью даже после полного высыхания.
Плёнка плотно прилегает к металлу, полупроводникам и стеклу, в том числе в сухом состоянии. По данным исследователей, она не вызывает коррозии, поэтому дополнительное защитное покрытие для её нанесения не требуется.
Материал поглощает и удерживает влагу из воздуха даже в сухой среде. Когда работающее устройство нагревается, влага испаряется и отводит часть тепла, снижая температуру поверхности. Для этого не нужны электричество и дополнительная подача воды.
Во время испытания при непрерывной работе электронного устройства температура поверхности снизилась с 72,3 до 54,1 °C. Исследователи сообщают, что охлаждение сохранялось более 12 часов. Это результат конкретного теста, а не гарантированный показатель для всех устройств.
Команда рассматривает возможное применение плёнки в центрах обработки данных, мобильной электронике и батареях электромобилей. Пока речь идёт о потенциальных направлениях использования разработки, а не о подтверждённом внедрении в серийные устройства.
Работу провела группа под руководством профессора Сон Гюн Кима из DGIST. Результаты исследования опубликованы в журнале Small Structures.
