วัสดุระบายความร้อนชนิดใหม่สามารถลดความต้องการการทำความเย็นของศูนย์ข้อมูลได้

ตอบสนองความต้องการการจัดเก็บข้อมูลของโลกทั้งในด้านเงิน พลังงาน และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ? แต่วัสดุใหม่สามารถปรับปรุงการระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูลของเราได้อย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับบ้านและธุรกิจของเราประหยัดพลังงานมากขึ้น

ในปัจจุบัน โซลูชันระบายความร้อนขนาดใหญ่และใช้พลังงานมากมักจะถูกนำไปใช้เพื่อทำให้ฮาร์ดแวร์ที่เก็บข้อมูลของเราเย็นลง ซึ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของการใช้พลังงานศูนย์ข้อมูลโดยรวม (ประมาณ 8 เทราวัตต์-ชั่วโมง ทุกปี)

ทีมงานจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินและมหาวิทยาลัยเสฉวนในประเทศจีนการประมาณการประมาณร้อยละ 13 ของ 8 เทราวัตต์-ชั่วโมงนั้นสามารถกำจัดออกไปได้ด้วยสารอินทรีย์ชนิดใหม่วัสดุเชื่อมต่อการระบายความร้อน(ทิม).

TIM ช่วยเพิ่มอัตราการดึงความร้อนออกจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานอยู่ได้อย่างมาก และส่งต่อไปยังฮีทซิงค์เพื่อให้อากาศหรือน้ำพัดพาไป

นั่นหมายถึงความต้องการเทคโนโลยีระบายความร้อนแบบแอคทีฟที่ลดลง รวมถึงพัดลมและระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว

"การใช้พลังงานของโครงสร้างพื้นฐานการทำความเย็นสำหรับศูนย์ข้อมูลที่ใช้พลังงานเข้มข้นและระบบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่อื่นๆ กำลังพุ่งสูงขึ้น"พูดว่านักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ Guihua Yu จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน

"แนวโน้มดังกล่าวจะไม่หายไปในเร็ว ๆ นี้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพัฒนาวิธีการใหม่ ๆ เช่น วัสดุที่เราสร้างขึ้น เพื่อการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนของอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับกิโลวัตต์และพลังงานที่สูงกว่า"

TIM ที่พัฒนาขึ้นที่นี่คือส่วนผสมคอลลอยด์ของโลหะเหลวรายการนี้และอนุภาคของอลูมิเนียมไนไตรด์รวมกันในลักษณะที่สร้างอินเทอร์เฟซการไล่ระดับสี ? ที่ช่วยให้ความร้อนผ่านไปได้โดยไม่มีขอบเขตแข็งระหว่างสารทั้งสอง

ในการตั้งค่าการทดสอบในห้องปฏิบัติการทดลอง TIM สามารถเพิ่มปริมาณความร้อนเป็นสองเท่าที่สามารถถ่ายเทออกจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทุก ๆ ตารางเซนติเมตรได้อย่างปลอดภัย เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นระบายความร้อนชั้นนำ ? ในขณะเดียวกันก็ลดอุณหภูมิโดยรวมของส่วนประกอบด้วย

การตั้งค่าใช้ปั๊มทำความเย็นซึ่งเป็นการป้องกันโดยทั่วไปจากความร้อนสูงเกินไป และ TIM ลดการใช้พลังงานของปั๊มลง 65 เปอร์เซ็นต์ นี่เป็นเพียงตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ แต่แสดงให้เห็นศักยภาพในการถ่ายเทความร้อนของวัสดุ

"ความก้าวหน้าครั้งนี้ทำให้เราเข้าใกล้การบรรลุประสิทธิภาพในอุดมคติตามที่ทฤษฎีคาดการณ์ไว้ ทำให้เกิดโซลูชั่นระบายความร้อนที่ยั่งยืนมากขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง"พูดว่าไค หวู่ จากมหาวิทยาลัยเสฉวน

ขั้นตอนต่อไปคือการทำให้วัสดุทำงานบนระบบที่ใหญ่ขึ้นและในสถานการณ์ที่หลากหลายมากขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยกำลังดำเนินการอยู่โดยการร่วมมือกับผู้ให้บริการศูนย์ข้อมูล

นักวิเคราะห์คาดว่าการใช้ไฟฟ้าของศูนย์ข้อมูลในปี 2571จะเป็นสองเท่าเป็นอย่างไรในปี 2023 โดยได้รับแรงหนุนจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นของโมเดล นั่นทำให้เกิดปัญหาความต้องการพลังงานอย่างแท้จริง ? สิ่งหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานอย่างหนักเพื่อแก้ไข

"วัสดุของเราช่วยให้ระบายความร้อนได้อย่างยั่งยืนในการใช้งานที่ใช้พลังงานมาก ตั้งแต่ศูนย์ข้อมูลไปจนถึงการบินและอวกาศ ซึ่งปูทางไปสู่เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น"พูดว่าวู.

งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ-