Pasaulio duomenų saugojimo poreikių tenkinimas yra brangus pinigų, energijos ir poveikio aplinkai požiūriu, tačiau nauja medžiaga galėtų žymiai pagerinti mūsų duomenų centrų aušinimą, o namų ir verslo elektronika taptų efektyvesnė.
Šiuo metu dideli ir daug energijos reikalaujantys aušinimo sprendimai paprastai naudojami norint atvėsinti mūsų duomenis saugončią aparatinę įrangą, o tai sudaro iki 40 procentų viso duomenų centro energijos suvartojimo (apie 8 teravatvalandes kasmet).
Teksaso universiteto Ostine ir Sičuano universitetų Kinijoje komanda apskaičiavo, kad maždaug 13 procentų iš tų 8 teravatvalandžių gali būti nuskusti dėl naujos organinės šiluminės sąsajos medžiagos (TIM).
TIM žymiai padidina greitį, kuriuo šiluma gali būti pašalinta iš aktyvių elektroninių komponentų ir nukreipiama į aušintuvą, kad galėtų nunešti orą ar vandenį.
Tai savo ruožtu reiškia mažesnį aktyvaus aušinimo technologijų poreikį, įskaitant ventiliatorius ir aušinimą skysčiu.
„Energijos imlių duomenų centrų ir kitų didelių elektroninių sistemų aušinimo infrastruktūros energijos suvartojimas sparčiai auga“, – sako medžiagų mokslininkas Guihua Yu iš Teksaso universiteto Ostine.
„Ši tendencija greitai neišsklaidys, todėl labai svarbu sukurti naujus būdus, pavyzdžiui, mūsų sukurtą medžiagą, kaip efektyviai ir tvariai vėsinti įrenginius, veikiančius kilovatų lygiu ir dar didesne galia.
Čia sukurtas TIM yra koloidinis skysto metalo galinstano ir aliuminio nitrido dalelių mišinys, sujungtas tokiu būdu, kuris sukuria gradiento sąsają – tokią, kuri padeda šilumai prasiskverbti be jokių kietų dviejų medžiagų ribų.
Eksperimentinės laboratorinės bandymo sąrankos metu TIM sugebėjo padvigubinti šilumos kiekį, kurį galima saugiai perkelti iš kiekvieno elektroninio komponento kvadratinio centimetro, palyginti su pirmaujančia termine pasta, tuo pačiu sumažinant bendrą komponento temperatūrą.
Sąrankoje buvo naudojamas aušinimo siurblys, kuris yra įprasta apsauga nuo perkaitimo, o TIM sumažino siurblio energijos suvartojimą 65 proc. Tai buvo tik nedidelio masto pavyzdys, tačiau jis parodo medžiagos šilumos perdavimo potencialą.
„Šis proveržis priartina mus prie idealaus našumo, kurį numato teorija, siekimo, leidžiant sukurti tvaresnius aušinimo sprendimus didelės galios elektronikai“, – sako Kai Wu iš Sičuano universiteto.
Kitas žingsnis – panaudoti medžiagą didesnėse sistemose ir pagal įvairesnius scenarijus, ką mokslininkai jau daro bendradarbiaudami su duomenų centrų teikėjais.
Analitikai tikisi, kad 2028 m. duomenų centro elektros sunaudojimas bus dvigubai didesnis nei 2023 m., daugiausia dėl didėjančių dirbtinio intelekto modelių poreikių. Tai yra tikra energijos paklausos problema, kurią mokslininkai labai stengiasi išspręsti.
„Mūsų medžiaga gali užtikrinti tvarų aušinimą daug energijos naudojančiose programose, pradedant duomenų centrais ir baigiant kosmosu, atveriant kelią efektyvesnėms ir ekologiškesnėms technologijoms“, – sako Wu.
Tyrimas buvo paskelbtas m Gamtos nanotechnologijos.
