Bio-inspired wick enhances electronic chip cooling
仿生吸芯的设计思路:(a)环路热管工作原理示意图,(b)天然叶片截面结构示意图,(c)香樟叶背轴面气孔阵列,(d)仿生吸芯横截面示意图,(e)仿生吸芯指状孔阵列示意图。信用:朗缪尔(2024)。DOI:10.1021/acs.langmuir.4c00434

中国科学技术大学叶红教授领导的研究小组受天然树叶气孔阵列的启发,开发出一种具有手指状孔隙的氧化铝陶瓷仿生灯芯。他们的研究是发表朗缪尔

随着电子芯片性能的不断提高,其也增加了,给冷却策略带来了新的挑战。环路热管 (LHP) 因其高传热能力、反重力传热且无移动部件而成为引人注目的冷却解决方案。

然而,对流阻和毛细管力的不同要求使得设计LHP 内毛细管芯的结构具有挑战性。具体来说,气态工作流体需要较大的孔隙以减少流动阻力,而需要较小的孔隙以提供足够的毛细管力以用于液体吸入。

为了解决这一难题,叶红教授团队从植物叶片的气孔结构中汲取灵感。他们利用相转化流延成型技术,成功开发了一种具有手指状孔隙结构的陶瓷仿生灯芯。这些指状孔隙类似于植物叶片的气孔结构,有效增加了气液界面面积,使气态工质能够及时排出,减少传质阻力。

同时,指状孔周围的微米级孔提供了足够的毛细管力来补充气液蒸发界面处的液体。LHP 的启动和运行测试证实了仿生吸芯卓越的传热传质性能。

这项工作不仅解决了增强之间的冲突并减少,而且还为高功率密度电子芯片冷却提供了一种新颖的解决方案。它在航天、航空和微电子领域的高效热管理方面显示出潜在的应用价值。

更多信息:Kai Xu等人,受天然叶子气孔阵列启发的指状孔仿生灯芯的卓越传热传质性能,朗缪尔(2024)。DOI:10.1021/acs.langmuir.4c00434

引文:仿生灯芯​​增强电子芯片冷却(2024 年 9 月 11 日)检索日期:2024 年 9 月 11 日来自 https://techxplore.com/news/2024-09-bio-wick-electronic-chip-cooling.html

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