ذكر موقع SciTech Daily عن نقلة نوعية قد تحدث في المستقبل القريب في عالم التبريد المائي لرقاقات الحاسوب، إذ ابتكر فريق بحثي من جامعة طوكيو تقنية تبريد جديدة تستخدم المراحل المتغيرة للماء لجعله أكثر كفاءة في إزالة الحرارة من قالب الرقاقة.

نقلة نوعية في عالم التبريد المائي

وفقًا لفريق البحث الياباني يستطيع الماء امتصاص سبعة أضعاف الطاقة الحرارية الصادرة من الرقاقة عند تحوله من الحالة السائلة إلى الغازية، أي عند درجة غليان الماء، مما يسمح له بامتصاص وتبديد حرارة بنسبة أكبر مقارنة بالطريقة التقليدية المتمثلة في استخدام الماء المتدفق والتي نشهدها مستخدمة مع حلول التبريد المائي المتكامل أو المفتوح.

نظرًا إلى أن سائل التبريد المائي يتدفق عبر شعيرات دقيقة مبنية مباشرة في داخل الرقاقة، كانت المشكلة تكمن في البخار الذي يواجه صعوبة في التدفق عبر هذه القنوات الضيقة، وهذا غالبًا ما يجعله أقل كفاءة من الطرق التقليدية.

حل الباحثون هذه المشكلة باستخدام قنوات ميكروفلويديكية ثلاثية الأبعاد ذات بنية تصميم مرتكزة على الشعيرات الدقيقة مع طبقة توزيع متعددة المنافذ. اكتشفوا أثناء عمليات التطوير أن شكل القنوات الدقيقة وكيفية توزيع سائل التبريد في جميع أنحاء الرقاقة يؤثر بوضوح كبير على أدائه الحراري.

هنا كانت المفاجأة، فمن خلال ضمان التدفق المستمر للمياه والبخار، حقق الفريق الياباني نتائج إيجابية أفضل بعشرة أضعاف مقارنة مع مايمكن أن يحققه التبريد المائي أحادي الطور.

هل يمكن الاعتماد عليها قريبًا؟

يمكن أن يعالج هذا الابتكار المشكلات الحرارية التي تواجه أنظمة الحوسبة عالية الأداء، مما يؤدي إلى إنتاج رقاقات أكثر قوة لكنها في الوقت نفسه تتطلب قدرات تبريد أقل. يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية في تطبيقات أخرى، مثل: الليزر، وكواشف الضوء، ومصابيح LED، وأنظمة الرادار، ويمكن تطبيقها في صناعات السيارات والفضاء.

المدهش أن نظام التبريد المائي الجديد يتمتع بالقدرة على العمل بطريقة أخرى يطلق عليها بالتبريد السلبي، ليسمح للمراحل المتغيرة للسائل بتبديد الحرارة عن طريق الحمل الحراري، مما يجعله يعمل دون الحاجة إلى مضخة.