中国科学技術大学のイェ・ホン教授率いる研究チームは、天然の葉の気孔配列にヒントを得て、指のような細孔を備えたアルミナセラミックのバイオニック芯を開発した。彼らの研究は、出版されたでラングミュア。

電子チップの性能が向上し続けるにつれて、消費電力も増加し、冷却戦略に新たな課題をもたらしています。ループ ヒート パイプ (LHP) は、高い熱伝達能力、反重力熱伝達、可動部品がないため、強力な冷却ソリューションです。

ただし、流れ抵抗と毛細管力に対する要件が異なるため、細孔LHP 内の毛細管芯の構造が課題です。具体的には、ガス状の作動流体には流れ抵抗を減らすために大きな細孔が必要ですが、液体を吸引するのに十分な毛管力を提供するには小さな細孔が必要です。

このジレンマに対処するために、イェ・ホン教授のチームは植物の葉の気孔構造からインスピレーションを得た。彼らは位相反転テープキャスティングを使用して、アルミナ指のような細孔構造を持つセラミックバイオニック芯。これらの指のような細孔は、植物の葉の気孔構造に似ており、気液界面の面積を効果的に増加させ、ガス状作動流体のタイムリーな排出を可能にし、物質移動抵抗を軽減します。

同時に、指状細孔の周囲のミクロンサイズの細孔が、気液蒸発界面で液体を補充するのに十分な毛細管力を提供します。LHP の起動および動作テストにより、バイオニック ウィックの優れた熱および物質移動性能が確認されました。

この取り組みは、強化間の矛盾を解決するだけではありません。毛細管力そして削減流れ抵抗だけでなく、高電力密度の電子チップ冷却のための新しいソリューションも提供します。これは、航空宇宙、航空、マイクロエレクトロニクス分野の効率的な熱管理における潜在的な応用価値を示しています。