Tokyo Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, ısıyı gidermede çok daha etkili yeni bir çip soğutma çözümü geliştirdi. Bu inovatif yöntem, suyun faz değiştirmesi (kaynaması) prensibini kullanarak soğutma verimliliğini artırıyor.
Suyun sıvıdan gaz (buhar) haline geçerken, sadece sıvı haldeyken emdiğinden yedi kat daha fazla enerji emdiği biliniyor. Bu özellik, ısıyı yakalamak ve dağıtmak için geleneksel akan su yöntemine göre çok daha verimli bir yol sunar. Ancak buhar, doğrudan çipin içine yerleştirilen mikro düzeydeki ince kanallardan akarken sıklıkla zorlanır. Bu durum, buharın geçişini engelleyerek verimliliği düşürebilir ve geleneksel yöntemlerden daha az etkili hale getirebilir.
Araştırmacılar bu sorunu, kılcal yapıya sahip 3D mikroakışkan kanalları ve özel bir dağıtım katmanı kullanarak çözdüler. Mikrokanalların şeklinin ve soğutucunun sistem içindeki dağıtımının termal ve hidrolik performans üzerinde önemli bir etkisi olduğunu keşfettiler. Su ve buharın sürekli akışını sağlayarak, tek fazlı (sadece sıvı) su soğutmanın yaklaşık on katı olan 100.000 gibi yüksek bir performans katsayısı (COP) elde ettiler.
Araştırmayı yürüten ekip üyelerinden biri, yüksek güçlü elektronik cihazların termal yönetiminin yeni nesil teknolojinin gelişimi için kritik önem taşıdığını ve tasarımlarının gerekli soğutma seviyelerine ulaşmada yeni yollar açabileceğini belirtti. Bu iki fazlı sistemin kullanıma sunulması, daha egzotik akışkanlar kullanmaya gerek kalmadan daha kompakt soğutma çözümlerine olanak sağlayabilir.
Ayrıca, yüksek performanslı bilgi işlemde karşılaşılan termal sorunları çözebilir, daha güçlü çiplerin daha az soğutma gücü gerektirmesini sağlayabilir. Bu teknoloji, lazerler, fotodedektörler, LED'ler ve radar sistemleri gibi diğer uygulamalarda da kullanılabilir ve otomotiv ve havacılık endüstrilerine uygulanabilir. Bu sistem ayrıca pasif olarak çalışma potansiyeline sahip, yani sıvının faz değiştirmesinin ısıyı konveksiyon yoluyla dağıtmasına olanak tanıyarak pompa mekanizmasına ihtiyaç duymadan işlev görebilir.
Çiplerimiz her yıl daha da küçüldükçe, bu kadar küçük bir alanda daha fazla ısı üretmeye başlıyorlar. Bu nedenle, yarı iletken gelişimine ayak uydurabilmek için soğutma teknolojisinde yeniliğe ihtiyacımız var. Daha önce bazı yeni aktif soğutma çözümleri görmüştük. Ancak bu yeni iki fazlı sistem, pasif soğutma teknolojisinde potansiyel olarak inovasyonlara yol açabilir, bize dar alanlara sığan ve güç gerektirmeyen etkili bir seçenek sunabilir.
