跳躍的水滴沖走了電子產品中的熱點

工程師已經開發出一種技術來冷卻高性能電子產品中的熱點，使用相同的物理現象來清潔蟬的翅膀。

當水滴合并時，表面積的減少導致釋放少量能量。只要下面的表面具有足夠的疏水性以排斥水，這種能量就足以使合并的液滴跳開。

在蟬的翅膀上，這種現象驅使液滴捕獲并去除污垢和碎屑顆粒。在由杜克大學和英特爾公司的工程師創建的新冷卻技術中，液滴跳向熱點，為電子設備最需要的地方帶來冷卻。

“熱點冷卻對于高性能技術非常重要，”杜克的機械工程和材料科學副教授陳傳華說。“如果無法清除廢熱，計算機處理器和電力電子設備的性能就不會好。更好的冷卻系統可以實現更快的計算機，更耐用的電子設備和更強大的電動車輛。”

新技術依賴于由超疏水地板和海綿狀天花板制成的蒸汽室。當放置在操作電子設備下方時，被困在天花板中的水分在新出現的熱點下方蒸發。蒸汽向地板逸出，從而將熱量從電子設備中帶走。

集成在設備底板中的被動冷卻結構然后帶走熱量，使水蒸氣凝結成液滴。隨著生長的液滴合并，它們會自然地從疏水地板上跳下并回到熱點下方的天花板中，并且該過程會重復進行。即使設備是倒置的，這種情況也與重力無關，無論方向如何。

該技術與現有的冷卻技術相比具有許多優點。充當微型冰箱的熱電冷卻器不能以隨機熱點位置為目標，使得它們在大面積上使用效率低。其他方法可以針對移動熱點，但需要額外的電源輸入，這也會導致效率低下。

跳躍式液滴冷卻技術還具有內置的垂直散熱機制，這是當今散熱器的主要優勢，散熱器主要在單個平面內散熱。

“作為一個類比，為了避免洪水泛濫，將雨水擴散到大面積區域是有用的。但如果地面被浸泡，水就沒有垂直通道可以逃脫，洪水是不可避免的，”陳說。“平板式熱管在水平擴散方面非常出色，但缺乏垂直機制來散熱。我們的跳滴技術通過垂直散熱機制解決了這一技術空白，打開了通向現有散熱器的最佳途徑。方向“。

在Chen的飛濺液滴與今天的冷卻技術競爭之前，還有很多工作要做。主要的挑戰是找到適合長期使用高熱蒸汽的材料。但陳仍然樂觀。

“我們花了幾年的時間才使系統達到至少與銅散熱器相當的程度，銅散熱器是最受歡迎的散熱解決方案，”陳說。“但現在，我第一次看到了超越行業標準的途徑。”