Bio-inspired wick enhances electronic chip cooling
仿生吸芯的設計思路:(a)環路熱管工作原理示意圖,(b)天然葉片截面結構示意圖,(c)香樟葉背軸面氣孔陣列,( d)仿生吸芯橫截面示意圖,(e )仿生吸芯指狀孔陣列示意圖。信用:朗繆爾(2024)。DOI:10.1021/acs.langmuir.4c00434

中國科學技術大學葉紅教授領導的研究團隊受天然樹葉氣孔陣列的啟發,開發出具有手指狀孔隙的氧化鋁陶瓷仿生燈芯。他們的研究是發表朗繆爾

隨著電子晶片性能的不斷提高,其也增加了,給冷卻策略帶來了新的挑戰。環路熱管 (LHP) 因其高傳熱能力、反重力傳熱且無移動部件而成為引人注目的冷卻解決方案。

然而,對流阻和毛細管力的不同要求使得設計LHP 內毛細管芯的結構具有挑戰性。具體來說,氣態工作流體需要較大的孔隙以減少流動阻力,而需要較小的孔隙以提供足夠的毛細管力以用於液體吸入。

為了解決這個難題,葉紅教授團隊從植物葉片的氣孔結構中汲取靈感。他們利用相轉化流延成型技術,成功開發了一種具有手指狀孔隙結構的陶瓷仿生燈芯。這些指狀孔隙類似植物葉片的氣孔結構,有效增加了氣液界面面積,使氣態工質能及時排出,減少質傳阻力。

同時,指狀孔周圍的微米級孔提供了足夠的毛細管力來補充氣液蒸發界面的液體。LHP 的啟動和運行測試證實了仿生吸芯卓越的傳熱傳質性能。

這項工作不僅解決了增強之間的衝突並減少,而且還為高功率密度電子晶片冷卻提供了一種新穎的解決方案。它在航太、航空和微電子領域的高效熱管理方面顯示出潛在的應用價值。

更多資訊:Kai Xu等人,受天然葉子氣孔陣列啟發的指狀孔仿生燈芯的卓越傳熱傳質性能,朗繆爾(2024)。DOI:10.1021/acs.langmuir.4c00434

引文:仿生燈芯增強電子晶片冷卻(2024 年 9 月 11 日)檢索日期:2024 年 9 月 11 日來自 https://techxplore.com/news/2024-09-bio-wick-electronic-chip-cooling.html

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