Τεχνολογία ψύξης θερμικής διόδου Bridging-Droplet

Πρόσφατα, ερευνητές από τη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών στο Virginia Tech στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποίησαν την αρχή της θερμικής αγωγιμότητας δύο φάσεων του θαλάμου ατμών για να αναπτύξουν μια επίπεδη θερμική δίοδο σταγονιδίων γεφύρωσης, η οποία έχει επίδραση θερμικής αγωγιμότητας 100 φορές μεγαλύτερη από την αρχική. Η ομάδα Boreyko ελπίζει ότι τα χαρακτηριστικά μονοκατευθυντικής μεταφοράς θερμότητας της επίπεδης γέφυρας σταγονιδίων θερμικής διόδου θα βοηθήσουν στην επίτευξη έξυπνης θερμικής διαχείρισης ηλεκτρονικών συσκευών, αεροσκαφών και διαστημικών σκαφών και μπορεί να χρησιμεύσει ως νέα μέθοδος για τη θερμική διαχείριση κέντρων δεδομένων και διαστημικού εξοπλισμού.

Η ομάδα Boreyko δημιούργησε μια θερμική δίοδο χρησιμοποιώντας δύο χάλκινες πλάκες σε ένα σφραγισμένο περιβάλλον, που χωρίζονται από ένα μικρό κενό. Η πρώτη σανίδα υιοθετεί μια δομή φυτιλιού για να συγκρατεί το νερό, ενώ η άλλη σανίδα είναι επικαλυμμένη με ένα αδιάβροχο (υδρόφοβο) στρώμα. Το νερό στην επιφάνεια του φυτιλιού θερμαίνεται και εξατμίζεται σε ατμό. Όταν ο ατμός διέρχεται από στενά κενά, ψύχεται και συμπυκνώνεται σε σταγονίδια νερού στην υδρόφοβη πλευρά. Όταν αυτά τα σταγονίδια νερού γίνουν αρκετά μεγάλα ώστε να «κλείσουν» τα κενά, αναρροφούνται πίσω στον πυρήνα αναρρόφησης και η διαδικασία ξεκινά ξανά.

Σε πρακτικές εφαρμογές, η αρχή της ταχείας μονοκατευθυντικής αγωγιμότητας θερμότητας των επίπεδων γεφυρών σταγονιδίων θερμικών διόδων είναι η ίδια με αυτή των επίπεδων πλάκας σωλήνων θερμότητας (επίσης γνωστοί ως θάλαμοι ατμών), οι οποίοι μπορούν να καλύψουν γρήγορα την πηγή θερμότητας ηλεκτρονικών συσκευών όπως τα τσιπ CPU αφαιρέστε τη θερμότητα, αποφύγετε τη συσσώρευση θερμότητας στο τσιπ που υπερβαίνει το όριο θερμοκρασίας λειτουργίας και εξασφαλίστε την ασφαλή λειτουργία των ηλεκτρονικών συσκευών.

Η θερμότητα εφαρμόζεται στην πλάκα απορρόφησης νερού απέναντι από την υδρόφοβη πλάκα και ο ατμός συμπυκνώνεται στην υδρόφοβη πλάκα και πηδά και συσσωματώνεται στην υπερυδρόφοβη επιφάνεια. Τα σταγονίδια νερού καλύπτουν τα κενά και αναρροφούνται από την πλάκα πυρήνα απορρόφησης υγρών, διατηρώντας αδιάκοπη διφασική μεταφορά θερμότητας. Εάν η πηγή θερμότητας βρίσκεται στην υδρόφοβη πλευρά, αυτή η συσκευή δεν θα παράγει ατμό επειδή το νερό παραμένει παγιδευμένο στον πυρήνα αναρρόφησης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η συσκευή μπορεί να μεταφέρει τη θερμότητα μόνο προς μία κατεύθυνση.