计算机中央处理器等关键高性能元件的进化,是促成计算机发展的主因。只是迄今为止,此类元件在运转时温度过高的问题始终没有完全解决。近日,美国杜克大学与英特尔公司研究人员共同开发出一种微水滴冷却系统,能够专门识别高性能电子元件的热点,从而能及时冷却笔记本电脑或手机,使温度不致过高。
这种微水滴冷却技术的研发灵感,来源于自然界中蝉的翅膀。蝉翼拥有超疏水表面,这种表面结构粗糙,一个包顶着一个包,液体落到表面上无法停留,会自然滑落,不留痕迹。当水滴落入蝉翼上时,将汇集成股,抱团合并。由于水拥有液体张力,在表面积收缩的瞬间,将水与超疏水表面剥离,释放能量,弹跳起来,同时带走灰尘和污垢,使蝉翼实现自动清洁的效果。
研究人员采用同样的技术,在电子系统内部创建了一个密封的蒸汽室。小室内部含有一个超疏水底板和一个海绵状的顶部隔层。当电子元件运转起来,发热发烫时,蒸汽室内就会出现温度不均。而热蒸汽在接触到温度低的地方时,会凝结成小水滴落到超疏水底板上。随着小水滴汇聚抱团,收缩成为更大水珠时,会释放能量并弹起,从而被海绵隔层吸收,还能使系统自洁。
微水滴冷却系统其实是以弹跳水滴填补高性能元件系统之间的空间,通过水汽循环,蒸发吸热维持温度恒定。研究者表示,一个更好的冷却系统能够使电脑运作得更长久,保证电子产品的性能不受温度损坏,还能使电动汽车行驶得更持久。
微水滴冷却技术目前仍处于早期研发阶段,研究瓶颈在于没有找到合适材料来制作蒸汽室,以适应高热量蒸汽长期工作。研究团队还希望找到切实可行的方式使微水滴冷却技术能够用于工业,从而使未来的电子设备更加智慧和灵活。
(《北京青年报》4.18 罗春晓)