研究背景
熱量是電子器件的敵人。它會烘烤精密的電子元件直到它們變得易碎且故障頻發。一台計算機的晶片性能越高,它產生的熱量也就越多。
迄今(2010年)為止,冷卻計算機硬體的唯一手段便是使用風扇。但是這項技術自身又會產生一些問題,包括灰塵的堆積會堵塞通風口,以至於使計算機徹底垮掉。
美國紐約州羅切斯特大學的光物理學家Chunlei Guo和Anatoliy Vorobyev與之前的其他科學家一樣,試圖搞清能否用水或其他液體冷卻矽晶片。其中的一項挑戰是晶片通常都是垂直安裝在一台計算機的內部,因此必須要讓冷卻液能夠向上流動。
實驗
2009年,研究人員通過利用極快的、千萬億分之一秒的高能雷射脈衝在金屬表面蝕刻,從而實現了一種所謂的“超級毛細效應”——即:一種材料的紋理能夠迫使水向上流動。
他們進而決定在矽晶片上嘗試相同的技術。結果顯示,約兩厘米長、100微米寬的凹槽使普通的晶片完全親水。這些凹槽吸引著水分子,並且通過毛細作用使它們真的可以無視重力的存在。
Chunlei Guo補充說,他和Anatoliy Vorobyev還用丙酮和甲醇進行了實驗,並取得了類似的結果。這項技術很可能用在一些閉環系統中,例如,在一部裝有蒸發器、冷凝器的傳統空調中,可以讓液體流過有凹槽的炙熱表面。一旦這樣,便需要一種能夠迅速蒸發的揮發性冷卻液。
作用
專家表示,這種超級毛細方法能夠為冷卻計算機硬體提供一種更佳的方式,同時為新一代高能微處理器的使用掃清最大的障礙。不僅如此,它還會為微型流體感測器帶來好處。
評價
物理學家、希臘伊拉克利翁電子結構與雷射研究所所長Costas·Fotakis指出,這項研究為液冷計算機的開發“樹立了一個基準”,同時為由超速雷射製成的新材料的套用鋪平了道路。
美國普爾曼市華盛頓州立大學的材料物理學家J·Thomas Dickinson對此表示贊同,認為經由微通道流動的液體“對於大量的微流體套用確實很重要”。他說,難題在於要篩選出這項技術中的許多變數,例如形狀、深度以及通道的數量、液滴的大小。