افزایش ۷۴۰ درصدی خنک کنندگی کامپیوتر ها با یک روش جدید
به گزارش نهایت علم یک روش جدید خنک کننده کامپیوتر، افزایش ۷۴۰ درصدی توان در هر واحد را ممکن می سازد.
به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، همه ما تجربه گرم شدن بیش از اندازه یکی از دستگاههای الکترونیکی خویش را داشته ایم. نیازی به گفتن نیست که وقتی این اتفاق می افتد، هم برای دستگاه و هم برای محیط اطراف آن خطرناک می باشد، اما با عنایت به سرعت کار دستگاه ها آیا گرمای بیش از اندازه قابل اجتناب است؟
افزایش ۷۴۰ درصدی توان در هر واحد
محققان دانشگاه "ایلینوی در اربانا-شمپین"(UIUC) و دانشگاه "کالیفرنیا برکلی"(UC Berkeley) موفق به اختراعی شده اند که می تواند دستگاههای الکترونیکی را به شکل موثرتر از راهکارهای جایگزین خنک کند و امکان افزایش ۷۴۰ درصدی توان در هر واحد را فراهم آورد.
"طارق جبرئیل" نویسنده اصلی این تحقیق جدید و دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک UIUC توضیح داد که راهکارهای خنک کننده فعلی سه مشکل مشخص دارند.
وی ادامه داد: اول این که آنها می توانند گران باشند و افزایش مقیاس آنها دشوار است. وی از پخش کننده های حرارتی ساخته شده از الماس نام می برد که بسیار گران هستند.
وی توضیح داد که مشکل دوم، نگاههای رایج برای تعبیه دستگاههای پخش کننده گرما در دستگاههای الکترونیکی است که وسیله ای برای دفع مؤثر گرما است و معمولاً در بالای دستگاههای الکترونیکی قرار داده می شود. وی اظهار داشت: متأسفانه در خیلی از موارد، بیشترِ گرما در زیر دستگاه الکترونیکی تولید می شود، به این مفهوم که مکانیسم خنک کننده جایی نیست که بیشتر مورد نیاز است.
"طارق جبرئیل" توضیح داد که مشکل سوم این است که پخش کننده های حرارتی را نمی توان مستقیماً روی سطح وسایل الکترونیکی نصب کرد. آنها احتیاج به یک لایه از "مواد رابط حرارتی" دارند که بین آنها قرار گیرد تا از تماس خوب اطمینان حاصل شود. با این وجود، این ماده دارای خصوصیت های انتقال حرارتی ضعیف است که در نتیجه تاثیر منفی بر عملکرد خنک کنندگی دارد.
راه حلی برای تمام مشکلات مرسوم
خوشبختانه محققان چاره جدیدی عرضه کرده اند که هر سه این مشکلات را برطرف می کند.
آنها با استفاده از مس بعنوان ماده اصلی شروع کردند که بدیهی است که ماده ارزانی است. "جبرئیل" می گوید: سپس ما پوشش مسی را کاملاً به دور دستگاه پیچیدیم تا بالا، پایین و طرفین دستگاه را بپوشاند و یک پوشش منسجم تشکیل دهد که تمام سطوح در معرض دید را بپوشاند و تضمین کند که هیچ ناحیه تولید کننده گرما بدون محافظت باقی نمی ماند. در نهایت، چاره جدید احتیاج به مواد رابط حرارتی و گرماگیر را برطرف می کند که بسیار نوآورانه است.
گرماگیر، گرماخور، گرماکاه یا گرمابَر(Heat sink) وسیله ای برای خنک کردن با هوا است که به منظور تبادل حرارتی یک قطعه با محیط به کار می رود.
"جبرئیل" اضافه کرد: ما در مطالعه خود، پوشش های خویش را با روش های استاندارد دفع حرارت و گرماگیری مقایسه کردیم. آنچه ما نشان دادیم این است که می توانید عملکرد دفع حرارت بسیار بهتری را با این روکش ها کسب کنید.
حذف گرماگیر و رابط حرارتی همینطور تضمین می نماید که دستگاهی که از این چاره جدید استفاده می نماید به صورت قابل ملاحظه ای کوچکتر از نمونه های رایج کنونی باشد. "جبرئیل" اضافه کرد: این به معنای توان بسیار بالاتر در واحد حجم است. ما توانستیم افزایش ۷۴۰ درصدی توان در واحد حجم را نشان دهیم.
"نناد میلکوویچ" یکی از نویسندگان این مطالعه که دانشیار علوم و مهندسی مکانیک در UIUC و مشاور "جبرئیل" است هم اظهار داشت: کار "طارق جبرئیل" با همکاری تیم تحقیقاتی در دانشگاه "کالیفرنیا برکلی" ما را قادر به رسیدن به یک رویکرد توسعه فناوری مکانیکی برای ایجاد چاره ای برای یک مشکل دشوار در صنایع مختلف کرده است.
در چکیده این مطالعه آمده است تولید برق برای کربن زدایی از جهان، حیاتی می باشد، اما مدیریت افزایش چگالی توان در سیستم های الکتریکی نیازمند توسعه فناوری های مدیریت حرارتی جدید است. یک رویکرد، استفاده از پخش کننده های حرارتی مبتنی بر فلز یکپارچه است که مقاومت حرارتی و نوسانات دما را در دستگاههای الکترونیکی می کاهد. با این وجود، هدایت الکتریکی آنها اجرای آنها را چالش برانگیز می کند.
ما در اینجا طراحی سیستم های جدیدی را گزارش می نماییم که به صورت یکپارچه مس را مستقیماً روی دستگاههای الکترونیکی برای پخش گرما و تثبیت دما تعبیه می کنند. این رویکرد ابتدا دستگاه ها را با یک لایه عایق الکتریکی به نام "پاریلن C" و سپس یک پوشش منسجم از مس می پوشاند. این کار به مس اجازه می دهد تا در مجاورت عناصر مولد گرما قرار گیرد و احتیاج به مواد رابط حرارتی از بین برود و عملکرد خنک کنندگی بهتری را در مقایسه با فناوری های موجود عرضه نماید.
ما این رویکرد را با ترانزیستورهای قدرت " گالیوم نیترید" آزمایش می نماییم و نشان می دهیم که میتوان از آن در سیستم هایی بهره برد که با قدرت تا ۶۰۰ ولت کار می کنند.
این مطالعه در مجله "نیچر الکترونیکس"(Nature Electronics) انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب