ブリッジングドロップレットサーマルダイオード冷却技術

最近、米国バージニア工科大学機械工学部の研究者らは、ベーパーチャンバーの二相熱伝導原理を利用して、オリジナルの 100 倍の熱伝導効果を持つ平面ブリッジ液滴サーマル ダイオードを開発しました。 Boreyko チームは、平面ブリッジ液滴サーマル ダイオードの一方向熱伝達特性が電子デバイス、航空機、宇宙船のインテリジェントな熱管理の実現に役立ち、データセンターや宇宙機器の熱管理の新しい方法として機能できることを期待しています。

Boreyko チームは、小さな隙間を隔てた密閉環境で 2 枚の銅板を使用してサーマル ダイオードを作成しました。最初のボードは水を保持するウィック構造を採用し、もう一方のボードは防水（疎水）層でコーティングされています。芯の表面の水分が加熱されて蒸発し、蒸気になります。蒸気が狭い隙間を通過すると冷却され、疎水性側で水滴に凝縮します。これらの水滴が隙間を「閉じる」のに十分な大きさになると、それらは吸引コアに吸い込まれ、プロセスが再び始まります。

実際のアプリケーションでは、平面ブリッジ液滴サーマル ダイオードの高速一方向熱伝導の原理は、CPU チップなどの電子デバイスの熱源を迅速にカバーできる平板ヒート パイプ (ベイパー チャンバーとも呼ばれる) の原理と同じです。熱を除去し、動作温度制限を超えるチップへの熱の蓄積を回避し、電子機器の安全な動作を確保します。

疎水性板の反対側の吸水板に熱を加えると、水蒸気が疎水性板上で凝縮し、超疎水性表面上で飛び跳ねて凝集します。水滴は隙間を覆い、液体を吸収するコアプレートによって吸い戻され、途切れることのない二相熱伝達が維持されます。熱源が疎水性側にある場合、吸引コア内に水がまだ閉じ込められているため、この装置は蒸気を発生しません。このため、このデバイスは一方向にしか熱を伝導できません。