Chłodzenie procesorów znacznie lepsze dzięki nanowstążkom

Pracownicy uniwersytetu Vanderbilta odkryli ciekawy sposób na zwiększenie zdolności odprowadzania ciepła przez dany materiał. Stwarza on nowe perspektywy dla procesorów, urządzeń optoelektronicznych i mobilnych, których konstrukcje będą mogły jeszcze efektywniej niż obecnie pozbywać się wytwarzanego ciepła.

Chłodzenie to drugi oprócz energooszczędności temat, który spędza sen z powiek konstruktorom procesorów i wszelkich urządzeń, które podczas działania wytwarzają ciepło. Jednak jakby nie próbować, wartości współczynnika przewodnictwa cieplnego dla materiałów stosowanych do odprowadzania ciepła nie da się znacznie poprawić, a przynajmniej taki panuje pogląd.

Zespół inżynierów kierowany przez profesora Deyu Li opublikował wyniki swoich ostatnich badań nad borowymi nanowstążkami. W trakcie swoich eksperymentów splatali oni ze sobą dwa cienkie paski z boru, nawilżając je wcześniej alkoholem. Wyniki zaskoczyły eksperymentatorów. Przewodnictwo cieplne pary pasków po połączeniu wzrosło, a nie jak przypuszczano, pozostało na nie zmienionym poziomie. Stopień poprawy zależy od zastosowanej techniki łączenia.

Zespołowi udało się zwiększyć przewodnictwo cieplne borowych nanowstążek nawet o 45%. Podobne wyniki będzie można uzyskać prawdopodobnie również przy wykorzystaniu innych materiałów o strukturze cienkiej folii (thin film).

Dwie połączone wstążki, po zwilżeniu alkoholem izopropylowym i wyschnięciu miały takie samo przewodnictwo cieplne jak pojedyncza wstążka. Po ponownym zwilżeniu, tym razem etanolem (czysty alkohol) i wysuszeniu ich przewodnictwo rosło. Ciekawe jest to, że ten proces można powtarzać dowolną liczbę razy. Oznacza to, że przewodnictwo cieplne wykorzystanego w eksperymencie materiału można regulować, a kierunek zmian odwrócić.

Problemem przy konstruowaniu kilkudziesięciordzeniowych procesorów jest nie tylko zapewnienie odpowiedniej komunikacji pomiędzy rdzeniami, ale także skuteczne odprowadzenie ciepła.

Na wspomnianym odkryciu zyskają konstruktorzy silnie zintegrowanych układów, które podczas pracy się grzeją (procesorów, także tych mobilnych, a również laserów i diod). Będą oni w mniejszym stopniu ograniczeni konsekwencjami grzania się tych układów niż obecnie. Technologia przyda się także przy produkcji nanokompozytów, które stosowane są w elastycznej elektronice oraz w przemyśle kosmicznym.

Jak tłumaczy Deyu Li, kluczem do skonstruowania lepszego chłodzenia mikroelektroniki jest „dokładne zrozumienie mechanizmu transportu ciepła”. A jak widać wielu rzeczy nadal dobrze nie rozumiemy.
 

Więcej o technologiach chłodzenia:

• Wirujący radiator przełomem w technice chłodzenia
• AMD Radeon HD 7000 z nowoczesną komorą cieczową
• Najcichsze wentylatory firmy RotoSub
• Cooler GELID z nowymi rozwiązaniami technologicznymi
• Novel: Najcieńszy radiator z wentylatorem na świecie

Źródło: Vanderbilt University, foto Vanderbilt University (Daniel Dubois)