Ученые-материаловеды создают новое соединение, термическое сопротивление которого на 72 % ниже, чем у некоторых лучших жидких металлов.

Как опытный энтузиаст технологий со склонностью ко всему, что связано с охлаждением и производительностью, я должен сказать, что недавний прорыв в области жидкометаллических коллоидных термопаст, сделанный Техасским университетом, безусловно, пробудил мой интерес. Потратив бесчисленное количество часов на разгон своих компьютеров и настройку параметров, чтобы добиться максимальной производительности, я могу подтвердить важность хорошей термопасты для поддержания оптимальных температур.

Если есть одна тема, которая гарантированно вызовет бурную дискуссию среди энтузиастов ПК, так это термопаста. От того, сколько использовать и какую форму наносить, у каждого свое мнение о том, что правильно, а что нет. Однако команда инженеров-материаловедов из Техаса считает, что у них есть лучший ответ на вопрос, какая паста лучше, и это новый коллоид жидкого металла.

Обычно термопаста представляет собой смесь мелких частиц, таких как оксид алюминия или оксид цинка, суспендированных в силиконе, напоминающих жидкость, в которой диспергированы эти твердые вещества. Это распространенный и надежный выбор, но если вы не заядлый оверклокер, он вполне удовлетворит ваши потребности в охлаждении. Однако в более совершенных системах охлаждения люди часто предпочитают новую альтернативу, называемую «жидкий металл», которая завоевала популярность среди высококлассных кулеров.

Вещество, о котором вы говорите, представляет собой в первую очередь смесь металлов, часто известную как эвтектическая смесь, которая обычно состоит из галлия, индия и олова (GaInSn). Иногда они продаются под торговой маркой Галинстан. Интересно, что некоторые соединения жидких металлов содержат крошечные частицы меди для повышения теплопроводности, что делает их исключительно эффективными в снижении сопротивления теплопередаче.

С другой стороны, группа ученых-материаловедов и инженеров из Техасского университета создала замечательное новое вещество, которое превосходит существующие (как сообщает Tom’s Hardware). Этот коллоид жидкого металла на самом деле представляет собой комбинацию сплава GaInSn (но могут подойти и другие сплавы галлия) и частиц нитрида алюминия.

Вместо того чтобы беспорядочно и энергично перемешивать все вместе, команда выбрала тщательную процедуру. Прочитав дополнительный лист данных, прилагаемый к исследовательской работе, становится ясно, что этот метод весьма интересен.

В данной работе мы разработали коллоидные жидкие металлы (ЖМ) механохимическим методом. Этот процесс включал применение значительного давления для проникновения LM в кристаллическую структуру керамических частиц. В результате были установлены сильные взаимодействия между ЛМ и твердым телом путем совмещения незанятых орбиталей атомов металла в ЛМ с неподеленной парой электронов на атомах азота, обнаруженных в нитриде алюминия (AlN).

Таким образом, эта «существенная сила» относится к новому термопасту, обладающему значительно более низким термическим сопротивлением по сравнению с ведущими жидкими металлами на рынке, что снижает его на целых 72%. Интерес к этому материалу связан не с игровыми компьютерами, а скорее с развитием крупномасштабных центров обработки данных.

По словам профессора Гуйхуа Юй из факультета машиностроения и Техасского института материалов, потребление электроэнергии для охлаждения энергоемких центров обработки данных и крупных электронных систем быстро растет с угрожающей скоростью.

«Эта тенденция не исчезнет в ближайшее время, поэтому крайне важно разработать новые способы, такие как материал, который мы создали, для эффективного и устойчивого охлаждения устройств, работающих на уровне киловатт и даже более высокой мощности».

Скорость охлаждения чего-либо в основном зависит от двух факторов: разницы температур между горячим предметом и хладагентом и препятствий, препятствующих передаче тепла от горячего предмета к хладагенту. Если эти препятствия значительны, вам необходимо снизить температуру охлаждающей жидкости, чтобы обеспечить передачу достаточного количества тепла. За счет снижения теплового сопротивления можно использовать меньше холодного теплоносителя.

Как геймер, я бы сказал это так: улучшив систему охлаждения моего игрового оборудования с помощью новой термопасты, я потенциально могу сэкономить до 5% на потреблении энергии. На первый взгляд это может показаться не такой уж большой суммой, но если учесть все игровое сообщество, эта экономия наверняка возрастет!

В настоящее время этот материал не производится на крупном коммерческом уровне, однако исследовательская группа ожидает, что стоимость коллоида Галинстан/АИН может составлять около 50 центов за грамм. Пока неясно, сколько будет стоить производственный процесс, но, учитывая эти низкие оценки, похоже, что этот исследовательский проект может найти реальное применение в ближайшем будущем.

Смотрите также

2024-11-11 20:02