محققان دانشگاه پوردو برای الکترونیک توان بالا در سیستم‌های حمل و نقل و نظامی، یک سیستم پیشرفته‌ی خنک‌کننده‌ی مبتنی بر نانوموئینگی توسعه داده‌اند که قابلیت مدیریت گرمای تولیدی معادل تقریباً ده برابر گرمای تولید شده بهوسیلهی تراشه‌های رایانه‌ای مرسوم را دارد.
سیستم پیشرفته‌ی خنک‌کننده‌ی افزاره‌های الکترونیکی
محققان دانشگاه پوردو برای الکترونیک توان بالا در سیستم‌های حمل و نقل و نظامی، یک سیستم پیشرفته‌ی خنک‌کننده‌ی مبتنی بر نانوموئینگی توسعه داده‌اند که قابلیت مدیریت گرمای تولیدی معادل تقریباً ده برابر گرمای تولید شده بهوسیلهی تراشه‌های رایانه‌ای مرسوم را دارد.
سورش گاریملا، یکی از این محققان، گفت: این افزاره سبک و کوچک برای انتقال بدون مقاومت یک سیال سردکننده به سمت افزاره الکترونیک گرم در اثر پدیده موئینگی (شبیه انتقال سوخت در یک فتیله) ، از کره‌های ریز مسی و نانولوله‌های کربنی استفاده می‌کند.
“لوله‌های گرمای” مشابه، بیش از دو دهه است که استفاده می‌شوند و در حال حاضر در لپ تاپ‌ها به‌عنوان یک سیستم خنک‌کننده به‌کار می‌روند. در این لوله‌های گرما از خاصیت موئینگی برای انتقال بدون مقاومت سیال سردکننده استفاده می‌شود. اگرچه آنها قادر به خنک‌کردن گرمای تولید شده حداکثر برابر ۵۰ وات بر سانتی‌متر مربع را دارند. این میزان توانایی برای تراشه‌های رایانه‌ای استاندارد کافی است ولی برای الکترونیک توان بالا ناکافی است.
شرح شماتیکی از یک افزاره خنک‌کننده بنام “لوله‌ی گرما” که برای خنک کردن تراشه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.
در این سیستم‌های خنک‌کننده، آب به‌عنوان سیال سردکننده بدین صورت گردش می‌کند که ابتدا در اثر تماس با سطح داغ افزاره گرم می‌شود، می‌جوشد و در قسمتی به‌نام تبخیرکننده تبدیل به بخار می‌شود. سپس این بخار در قسمتی به‌نام کندانسور تبدیل به مایع می‌شود و در اثر پدیده موئینگی به محل اولیه منتقل می‌شود. در واقع چنین سیستمی نیاز به پمپ ندارد.
در لوله‌های گرمای مرسوم قسمتی که در آن موئینگی اتفاق می‌افتد، با سینترینگ یا اتصال کره‌های ریز مسی بهم با حرارت، ایجاد می‌شود در این حالت مایع در سرتاسر فضاها و خلل و فرج بین این ذرات مسی در نتیجه پدیده‌ای به‌نام موئینگی انتقال می‌یابد. هر چه این خلل و فرج کوچک‌تر باشند، قدرت انتقال مایع بیشتر است. اکنون این محققان با افزودن نانولوله‌های کربنی و ایجاد خلل و فرج ریزتر این قسمت لوله‌ی گرما را اصلاح کرده‌اند. آنها با استفاده ازنانولوله‌های کربنی نانوساختاری ایجاد کرده‌اند که خلل و فرجی با قطر حدود ۵۰ نانومتر دارد. اگر چه به‌دلیل اینکه نانولوله‌های کربنی ذاتاً آبگریز هستند، این دانشمندان با استفاده از افزاره‌ای به‌نام تبخیرکننده‌ی پرتورهای الکترونی آنها را با مس روکش‌دهی می‌کردند.
این دانشمندان با این اصلاح توانستند توانایی این سیستم را بقدری افزایش دهند که قادر شود گرمای تولید شده برابر با ۵۵۰ وات بر سانتی‌متر مربع (۱۰ برابر بیش از گرمای تولید شده در تراشه‌های مرسوم) ، را جذب کند.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی International Journal of Heat and Mass Transfer منتشر شده است.
