Innovazione nella Gestione Termica: Superficie Micro/Nano-Strutturata Gerarchica Stampata in 3D
Ricercatori della Peking University e della Huazhong University of Science and Technology hanno sviluppato una tecnica rivoluzionaria per la gestione termica di dispositivi che generano grandi quantità di calore. Utilizzando una superficie micro/nano-strutturata gerarchica stampata in 3D, questo nuovo metodo mira a ottimizzare il raffreddamento a spruzzo, particolarmente utile in settori avanzati come l’intelligenza artificiale, i veicoli elettrici, i data center e i sistemi aerospaziali.
Tecnologia di Raffreddamento a Spruzzo Migliorata
Il raffreddamento a spruzzo è una tecnologia di raffreddamento attivo che atomizza il liquido in micro-gocce, creando una pellicola liquida che facilita il trasferimento di calore attraverso convezione forzata, evaporazione della pellicola e ebollizione nucleata. Tuttavia, la sfida principale sta nel bilanciare un alto coefficiente di trasferimento di calore (HTC) con un flusso di calore critico (CHF) ottimale.
Stampa 3D e Elettrodeposizione per Superfici Performanti
Il team di ricerca, guidato dal professor Ronggui Yang, ha combinato la stampa 3D di alta precisione con l’elettrodeposizione per creare una superficie micro/nano-strutturata che coordina efficacemente il trasporto di goccioline spray, pellicole liquide capillari e bolle di ebollizione. Questa configurazione migliorata non solo intensifica l’ebollizione delle pellicole liquide e l’evaporazione capillare ma aumenta anche il flusso di calore massimo e l’HTC, raggiungendo record di 1273 W/cm² per il flusso di calore e di 443,7 kW/(m² K) per l’HTC.
Applicazioni e Prospettive Future
La superficie strutturata sviluppata presenta notevoli potenzialità per l’impiego nella gestione termica di componenti elettronici che devono gestire alti flussi di calore, come i chip di alta potenza, le armi laser, i raddrizzatori per aeromobili e l’elettronica di potenza per veicoli. Inoltre, la tecnologia potrebbe essere estesa a scenari più ampi utilizzando configurazioni con più serie di ugelli per gestire il raffreddamento su larga scala.
Questo avanzamento non solo rappresenta un passo significativo verso l’efficienza nella gestione termica in settori critici ma sottolinea anche l’importanza della combinazione di metodologie innovative, come la stampa 3D e l’elettrodeposizione, per superare le sfide tecniche tradizionali.
