Un equipo de investigación dirigido por el profesor Ye Hong de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado una mecha biónica de cerámica de alúmina con poros en forma de dedos inspirados en la variedad de estomas de las hojas naturales.Su investigación espublicadoenLangmuir.

A medida que el rendimiento de los chips electrónicos continúa mejorando, suconsumo de energíatambién aumenta, planteando nuevos desafíos para las estrategias de enfriamiento.Los tubos de calor en bucle (LHP) son una solución de refrigeración atractiva debido a su alta capacidad de transferencia de calor, transferencia de calor antigravedad y ausencia de piezas móviles.

Sin embargo, los diferentes requisitos de resistencia al flujo y fuerza capilar hacen que el diseño delporoestructura de la mecha capilar dentro de un LHP desafiante.Específicamente, se necesitan poros más grandes para que los fluidos de trabajo gaseosos reduzcan la resistencia al flujo, mientras que se necesitan poros más pequeños para proporcionar suficiente fuerza capilar para la succión de líquidos.

Para abordar este dilema, el equipo del profesor Ye Hong se inspiró en la estructura estomática de las hojas de las plantas.Utilizando la fundición en cinta de inversión de fase, desarrollaron con éxito unalúminaMecha biónica de cerámica con estructuras de poros en forma de dedos.Estos poros en forma de dedos, similares a la estructura estomática de las hojas de las plantas, aumentan efectivamente el área de interfaz gas-líquido, lo que permite la expulsión oportuna de los fluidos de trabajo gaseosos y reduce la resistencia a la transferencia de masa.

Al mismo tiempo, los poros del tamaño de una micra alrededor de los poros en forma de dedos proporcionan suficiente fuerza capilar para reponer el líquido en la interfaz de evaporación gas-líquido.Las pruebas de arranque y funcionamiento del LHP confirmaron el rendimiento superior de transferencia de calor y masa de la mecha biónica.

Este trabajo no sólo resuelve el conflicto entre mejorarfuerza capilary reduciendoresistencia al flujo, pero también ofrece una solución novedosa para la refrigeración de chips electrónicos de alta densidad de potencia.Muestra un valor de aplicación potencial en la gestión térmica eficiente para los campos aeroespacial, de aviación y de microelectrónica.