Technologie de refroidissement par diode thermique à pontage et gouttelettes
Récemment, des chercheurs de l'École de génie mécanique de Virginia Tech aux États-Unis ont utilisé le principe de conductivité thermique biphasée de la chambre à vapeur pour développer une diode thermique planaire à gouttelettes de pontage, qui a un effet de conductivité thermique 100 fois supérieur à celui de l'original. L'équipe Boreyko espère que les caractéristiques de transfert de chaleur unidirectionnelles de la diode thermique à gouttelettes à pont plan contribueront à réaliser une gestion thermique intelligente des appareils électroniques, des avions et des engins spatiaux, et pourront servir de nouvelle méthode de gestion thermique des centres de données et des équipements spatiaux.
L'équipe Boreyko a créé une diode thermique en utilisant deux plaques de cuivre dans un environnement scellé, séparées par un petit espace. La première planche adopte une structure à mèche pour retenir l'eau, tandis que l'autre planche est recouverte d'une couche imperméable (hydrophobe). L'eau à la surface de la mèche est chauffée et s'évapore en vapeur. Lorsque la vapeur passe à travers des espaces étroits, elle refroidit et se condense en gouttelettes d’eau du côté hydrophobe. Lorsque ces gouttelettes d'eau deviennent suffisamment grosses pour « fermer » les interstices, elles sont réaspirées dans le noyau d'aspiration et le processus recommence.
Dans les applications pratiques, le principe de conduction thermique unidirectionnelle rapide des diodes thermiques à gouttelettes de pontage planaires est le même que celui des caloducs à plaques plates (également connus sous le nom de chambres à vapeur), qui peuvent couvrir rapidement la source de chaleur des appareils électroniques tels que les puces CPU. éliminez la chaleur, évitez l'accumulation de chaleur sur la puce dépassant la limite de température de fonctionnement et assurez le fonctionnement sûr des appareils électroniques.
La chaleur est appliquée à la plaque absorbant l'eau opposée à la plaque hydrophobe, et la vapeur se condense sur la plaque hydrophobe et saute et s'agglomère sur la surface superhydrophobe. Les gouttelettes d'eau couvrent les espaces et sont aspirées par la plaque centrale absorbant les liquides, maintenant ainsi un transfert de chaleur biphasé ininterrompu. Si la source de chaleur est située du côté hydrophobe, cet appareil ne générera pas de vapeur car de l'eau est toujours emprisonnée dans le noyau d'aspiration. C'est pourquoi cet appareil ne peut conduire la chaleur que dans une seule direction.
