クールクーリング：飛び散る水滴が電子機器のホットスポットを吹き飛ばす

デューク大学のエンジニアたちは、インテルと国立科学財団の支援を受けて、セミが羽を掃除する自然のプロセスを模倣して開発された技術を使って、高性能電子機器のホットスポットを冷却する新しい技術を開発した。

研究者たちは、まさにこのプロセスを電子機器の廃熱除去にも利用できると考え、超疎水性の床とスポンジ状の天井を備えた特殊なベイパーチャンバーを構築しました。チャンバーが熱を吸収すると、ホットスポットの真下の領域で結露が発生し、それが微細な水滴となってチャンバーの床の超疎水性表面に落ち、より大きな水滴へと変化します。

表面積の減少により少量のエネルギーが放出され、大きな水滴が空気中に飛び出し、熱エネルギーも一緒に奪われます。加熱された「ジャンプ」する水滴は、ベイパーチャンバーのスポンジ状の天井に吸収され、このサイクルが繰り返されます。記事によると、このプロセスは向きに関係なく、たとえデバイスが逆さまであっても発生します。

研究者たちは、このタイプの冷却システムには既存の冷却技術に比べて多くの利点があると主張しています。ペルチェ効果を利用した熱電冷却モジュールは人気がありますが、熱の集中箇所を狙うことができず、特に効率的ではありません。ホットスポットを狙うことができる他の冷却技術もありますが、追加の電力入力が必要となり、非効率につながります。

デューク大学のこのビデオでは、プロセス全体がどのように機能するかが説明されています。

このプロジェクトを担当するエンジニアたちは楽観的ではあるものの、跳躍する液滴が今日の冷却技術に匹敵するまでには、まだやるべきことがたくさんあることを率直に認めています。

「このシステムを、最も一般的な冷却ソリューションである銅製ヒートスプレッダーに少なくとも匹敵するレベルまで開発するのに数年かかりました」と、デューク大学の機械工学・材料科学准教授、チュアン・フア・チェン氏は述べた。「しかし今、初めて業界標準を上回る道筋が見えてきました。」