Poprawia chłodzenie nawet o 72%. Wystarczył jeden dodatkowy element w płynnym metalu

Naukowcy z Cockrell School of Engineering na University of Texas opracowali nowy materiał, który może zrewolucjonizować chłodzenie wydajnych systemów komputerowych i centrów danych.

Nowy TIM (thermal interface material ), opracowany z mieszanki stopu Galinstan i ceramicznego azotku aluminium, już teraz obiecuje wydajność termiczną o 56% do 72% wyższą niż najpopularniejsze obecnie komercyjne metale ciekłe, takich firm jak Thermalright, Thermal Grizzly czy Coollaboratory.

Dodanie proszku ceramicznego do pasty termoprzewodzącej z płynnego metalu ma poprawiać chłodzenie nawet o 72%.

Naukowcy twierdzą, że ten zaawansowany materiał nie tylko poprawi wydajność chłodzenia, ale również obniży koszty i złożoność technologii termicznych stosowanych w centrach danych. „Zużycie energii przez infrastrukturę chłodzenia dla energochłonnych centrów danych i innych dużych systemów elektronicznych gwałtownie rośnie” – komentuje Guihua Yu, profesor w Walker Department of Mechanical Engineering i Texas Materials Institute. Yu podkreśla, że nowe rozwiązania są niezbędne, by sprostać wyzwaniom wydajnego i zrównoważonego chłodzenia w systemach o dużej mocy, takich jak te działające na poziomie kilowatów.

Jak wskazują dane, około 40% energii zużywanej w centrach danych przeznaczane jest na chłodzenie. Nowy TIM może zmniejszyć zapotrzebowanie na energię pompy chłodzącej aż o 65%, co stanowiłoby znaczącą oszczędność w dużych systemach elektronicznych. „To rozwiązanie może otworzyć nowe możliwości dla zrównoważonego chłodzenia w energochłonnych aplikacjach, od centrów danych aż po przemysł lotniczy i kosmiczny” – powiedział Kai Wu, główny autor projektu.

Sekret efektywności: mechanochemia

Tym, co wyróżnia nowy TIM, jest zastosowanie nowoczesnej metody mechanochemicznej, pozwalającej na przekształcenie go w koloidalną substancję o wyjątkowej wydajności cieplnej. W ramach tego procesu ciekły Galinstan, będący stopem galu, indu i cyny, jest mieszany z mikroskopijnie rozproszonymi cząsteczkami ceramicznego azotku glinu. Dzięki technice mechanochemicznej możliwe jest osiągnięcie optymalnej dyspersji tych mikroskopijnych cząsteczek w ciekłym metalu, co znacząco podnosi właściwości termiczne nowego TIM.

W artykule opublikowanym przez Golem.de, który analizuje osiągnięcia badaczy z Teksasu, podkreślono, że nowy materiał wykazuje niższe opory przenoszenia ciepła od konkurencyjnych metali ciekłych aż o 56–72 procent, co jest imponującym osiągnięciem.

Choć ten przełomowy TIM jest obecnie na etapie badań, naukowcy są świadomi oczekiwań rynku komercyjnego. Wzmianki o popularnych markach takich jak Thermal Grizzly sugerują, że badacze liczą na szybką komercjalizację i dostępność swojego wynalazku.