Atendendo às demandas mundiais de armazenamento de dados é caroem termos de dinheiro, energia e impacto ambiental – mas um novo materials poderia melhorar significativamente o arrefecimento dos nossos centros de dados e, ao mesmo tempo, tornar os nossos produtos eletrónicos domésticos e empresariais mais eficientes em termos energéticos.
Atualmente, soluções de resfriamento volumosas e que consomem muita energia são normalmente implantadas para resfriar o {hardware} que contém nossos dados, somando cerca de 40 por cento do uso geral de energia do information middle (cerca de 8 terawatts-hora por ano).
A equipe da Universidade do Texas em Austin e da Universidade de Sichuan na China estimativas cerca de 13 por cento desses 8 terawatts-hora poderiam ser reduzidos por seu novo sistema orgânico materials de interface térmica (TIM).
O TIM aumenta substancialmente a taxa na qual o calor pode ser retirado dos componentes eletrônicos ativos e canalizado para um dissipador de calor para ser transportado pelo ar ou pela água.
Isso, por sua vez, significa uma menor demanda por tecnologias de refrigeração ativa, incluindo ventiladores e refrigeração líquida.
“O consumo de energia da infraestrutura de refrigeração para information facilities com uso intensivo de energia e outros grandes sistemas eletrônicos está disparando”, diz cientista de materiais Guihua Yu, da Universidade do Texas em Austin.
“Essa tendência não se dissipará tão cedo, por isso é elementary desenvolver novas formas, como o materials que criamos, para resfriamento eficiente e sustentável de dispositivos que operam em níveis de quilowatts e potência ainda maior.”
O TIM desenvolvido aqui é uma mistura coloidal do steel líquido galinstan e partículas de nitreto de alumíniocombinados de uma forma que cria uma interface gradiente – que ajuda o calor a passar sem quaisquer limites rígidos entre as duas substâncias.
Em um teste experimental de laboratório, o TIM conseguiu dobrar a quantidade de calor que poderia ser transferida com segurança de cada centímetro quadrado de um componente eletrônico, em comparação com uma pasta térmica líder – ao mesmo tempo em que reduziu a temperatura geral do componente.
A configuração usou um bomba de resfriamentoque é uma proteção comum contra superaquecimento, e a TIM reduziu o consumo de energia da bomba em 65%. Este foi apenas um exemplo em pequena escala, mas mostra o potencial de transferência de calor do materials.
“Essa inovação nos aproxima de alcançar o desempenho very best previsto pela teoria, permitindo soluções de resfriamento mais sustentáveis para eletrônicos de alta potência”, diz Kai Wu, da Universidade de Sichuan.
O próximo passo é fazer com que o materials funcione em sistemas maiores e numa variedade mais ampla de cenários, algo que os investigadores já estão a fazer através de parcerias com fornecedores de centros de dados.
Analistas esperam uso de eletricidade do information middle em 2028 ser duplo o que period em 2023, impulsionado em grande parte pelas crescentes demandas de inteligência synthetic modelos. Isto representa um problema actual de procura de energia – um problema que os cientistas estão a trabalhar arduamente para resolver.
“Nosso materials pode permitir o resfriamento sustentável em aplicações de uso intensivo de energia, desde information facilities até o setor aeroespacial, abrindo caminho para tecnologias mais eficientes e ecológicas”, diz Wu.
A pesquisa foi publicada em Nanotecnologia da Natureza.
