Охлаждающие способности материалов улучшили с помощью нанотехнологий

 


Ученые разработали специальное покрытие, позволяющее многократно улучшить теплопередачу охлаждающих поверхностей радиаторов, которые могут найти свое применение во всевозможных бытовых устройствах и микроэлектронике, сообщается в статье, опубликованной в журнале International Journal of Heat and Mass Transfer.

Разработка группы ученых из Орегонского университета в США достаточно дешева и проста в реализации и может быть легко масштабирована для промышленных применений. С ее помощью можно легко модифицировать поверхность металлов (меди, алюминия и других) применяемых для изготовления радиаторных решеток охлаждающих устройств, и повысить их коэффициент теплопередачи на порядок.

Это позволит существенно снизить энергозатраты на охлаждение в компьютерах, бытовой электронике, домашних и промышленных кондиционерах, специализированной технике, в том числе и военного назначения.

Основу разработки составляют нано- и микрочастицы оксида цинка, которые с помощью устройства, напоминающего струйный принтер, наносятся на какую-либо поверхность. В качестве исходных компонентов используются соли цинка и щелочь, которые смешиваются под давлением и при повышенной температуре и, практически мгновенно, распыляются через специальное сопло на необходимой поверхности. В результате, на ней формируется слой микрочастиц оксида цинка, напоминающих по форме цветки. На поверхности же "лепестков" этих цветков образуется еще один слой наночастиц, уже нанометровых размеров.

Такая разветвленная поверхность позволяет в четыре раза увеличить скорость отвода тепла во внешнюю среду, которой может быть поток охлаждающего воздуха или жидкости. При этом, сама нанострукутра достаточно устойчива и сохраняет свои рабочие характеристики в течение длительного времени.

"Модифицированные таким образом поверхности позволят добиться переноса тепла со скоростью, близкой к теоретическому максимуму", - сказал Терри Хендрикс (Terry Hendricks), ведущий автор изобретения из Северо-западной тихоокеанской национальной лаборатории, слова которого приводит пресс-служба Орегонского университета.

"Многие электронные устройства нуждаются в быстрой отдаче большого количества тепловой энергии, и этого всегда было непросто добиться. Комбинация микроструктуры и наноструктуры, продемонстрированная нами, обладает показателями теплопередачи, гораздо более высокими, чем у любых материалов, с которыми мы прежде имели дело", - добавил профессор Чи Хун Чан (Chih-hung Chang)

"Так как процесс нанесения покрытия на поверхности осуществляется жидкостным путем при относительно низких температурах, он более дешев и прост по сравнению с нанесением углеродных нанотрубок и нановолокон - еще одного перспективного материала для переноса тепла", - пишут авторы в своей статье.

Источник: РИА Новости