Os engenheiros de San Diego da Universidade da Califórnia criaram uma nova tecnologia de refrigeração que pode melhorar significativamente a eficiência de energia dos data centers e eletrônicos de alta potência. A tecnologia possui uma membrana de fibra de engenharia especial que remove o calor passivo através da evaporação. Ele fornece uma opção comprometida de sistemas tradicionais de refrigeração de café, como ventiladores, sincronização de calor e bombas líquidas. Pode reduzir o uso de água relacionada a muitos sistemas de refrigeração atuais.
O avanço é detalhado em um trabalho de pesquisa publicado na revista 5 de junho JoltO
A inteligência artificial (IA) e a computação em nuvem tendem a se expandir, a demanda por processamento de dados – e o calor gerado – o céu toca o céu. Atualmente, as contas de datacenter de refrigeração de até 40% do uso total de energia. Se a tendência continuar, o uso global de energia para resfriamento pode ser mais de duas vezes até 2030.
A nova tecnologia de refrigeração de evaporação pode ajudar a evitar essa tendência. Ele usa uma membrana de fibra de baixo custo com uma rede de poros inter -integrados menores que desenham líquido frio através de sua superfície usando verbo capilar. Como evaporação líquida, ele remove eficientemente o calor dos eletrônicos inferiores – nenhuma energia adicional é necessária. Sentado no topo dos microcânicos na eletrônica da membrana, fluindo através dos canais e puxando com eficiência o líquido esse calor extinto.
“Comparado ao ar resfriamento tradicional do ar ou líquido, a alta potência pode abolir o fluxo de calor mais alto enquanto usa menos energia”, disse Rainkun Chen, professor de engenharia de UC San Diego Jacobs, que co -kikiang Kai e Abhishek Saha da mesma divisão. PhD de engenharia mecânica e espacial. Ambos os membros do Chen Research Group são Tianshi Fang e o pesquisador pós -dortural Yu Pi, o primeiro autor deste estudo.
Atualmente, muitas aplicações dependem da evaporação para o resfriamento. O laptop explica alguns dos exemplos de evaporação de tubos de calor e ar condicionado. No entanto, foi um desafio aplicá-lo efetivamente a eletrônicos de alta potência. Esforços anteriores usando a membrana perfurada – que possuem zonas de superfície mais altas que são ideais para a evaporação – falharam porque seus orifícios eram muito pequenos, eles presos ou estrelas muito grandes desencadeiam fervendo indesejados. “Aqui, usamos a membrana de fibra perfurada com poros inter -associados com o tamanho certo”, disse Chen. Esse design ganha evaporação qualificada sem essas desvantagens.
Quando os fluxos de calor variáveis são testados, a membrana atinge o desempenho recorde. Ele opera mais de 800 watts de calor por centímetro quadrado – um dos níveis mais altos registrados para esse tipo de sistema de refrigeração. Provou ser estável em várias horas de operação.
“Esse sucesso mostra a possibilidade de re -imaginar materiais para novas aplicações”, disse Chen. “Essas membranas de fibra foram originalmente projetadas para filtração, e ninguém pesquisou anteriormente seu uso em evaporação.
Embora os resultados atuais esperem, Chen diz que a tecnologia ainda está funcionando bem com seus limites teóricos. A equipe agora está trabalhando para refinar a membrana e excluir o desempenho. As próximas etapas incluem a integração dos protótipos da placa fria, que conecta o plano que conecta o calor a chips como CPU e GPU. A equipe também está lançando uma empresa de startups para a comercialização de tecnologia.
Este estudo foi apoiado pelas subvenções da National Science Foundation (CMMI -1762560 e DMR -2005181). O trabalho foi realizado na seção da Infraestrutura de Tecnologia de Nano San Diego (SDNI), um membro da nano -tecnologia nacional, apoiado pela National Science Foundation (Grant ECCS -2025752).
Publicações: Uma patente relacionada a este trabalho foi arquivada pela Universidade da Universidade da Califórnia (PCT Pedido nº PCT/US24/46923). Os escritores declaram que não têm outro interesse competitivo.
