Автор AZoNano декабрь 4 2020

Исследователи из Технологического университета Чалмерса, Швеция, обнаружили, что тепловые трубки на основе графена могут помочь решить проблемы охлаждения электроники и систем питания, используемых в авионике, центрах обработки данных и другой силовой электронике.

« Тепловые трубки – один из наиболее эффективных инструментов для этой цели, благодаря их высокой эффективности и уникальной способности передавать тепло на большие расстояния», – говорит Йохан Лю, профессор производства электроники, в Департамент микротехнологии и нанонауки в Чалмерсе.

Результаты, в которых также участвовали исследователи из Китая и Италии, были недавно опубликованы в научном журнале Open Access Nano Select .

Для правильной работы электроники и центров обработки данных необходимо эффективное охлаждение. Тепловые трубки, усиленные графеном, могут решить эти проблемы. В настоящее время тепловые трубки обычно изготавливают из меди, алюминия или их сплавов.

Из-за относительно высокой плотности и ограниченной теплопередающей способности этих материалов тепловые трубы сталкиваются с серьезными проблемами в будущих энергетических устройствах и центрах обработки данных.

Крупные центры обработки данных, которые предоставляют, например, услуги цифрового банкинга и веб-сайты с потоковой передачей видео, чрезвычайно энергоемки и вредны для окружающей среды с более высокими выбросами, чем авиационная промышленность. Поэтому сокращение воздействия этой отрасли на климат имеет жизненно важное значение.

Открытия исследователей могут внести значительный вклад в энергоэффективность этих центров обработки данных, а также других приложений.

Усиленная графеном тепловая трубка демонстрирует удельный коэффициент теплопередачи, который примерно в 3,5 раза лучше, чем у тепловой трубки на основе меди.

Новые открытия открывают путь к использованию усиленных графеном тепловых трубок в легких и больших охлаждающих системах, которые требуются во многих приложениях, таких как авионика, автомобильная электроника, портативные компьютеры, мобильные телефоны, центры обработки данных, а также космическая электроника.

Тепловые трубки с усиленным графеном изготовлены из собранных графеновых пленок с высокой теплопроводностью и усилены плетеными внутренними поверхностями из углеродного волокна.

Исследователи протестировали трубы с внешним диаметром 6 мм и длиной 150 мм. Они демонстрируют большие преимущества и потенциал для охлаждения разнообразной электроники и силовых систем, особенно там, где требуется малый вес и высокая коррозионная стойкость.

«Секция конденсатора, холодная часть усиленной графеном тепловой трубки, может быть заменена радиатором или вентилятором, чтобы сделать охлаждение еще более эффективным при применении в реальном случае, », – объясняет Я Лю, аспирант лаборатории электронных материалов и систем в Чалмерсе

Новое исследование основано на сотрудничестве ученых из Технологического университета Чалмерса, Университета Фудань, Шанхайского университета, Китай, SHT Smart High-Tech AB, Швеция, и Политехнического университета Марке, Италия.

Источник: https://www.chalmers.se/en/Pages/default.aspx