ترکیب پودر سرامیک و فلز مایع، عملکرد خمیر حرارتی را ۷۲ درصد بهبود می‌دهد!
بنابر گزارش محققان دانشگاه تگزاس، دانشمندان موفق شدند ماده‌ی رابط حرارتی (TIM) جدیدی توسعه دهند که قابلیت متحول‌کردن صنعت خنک‌کاری را دارد. این ماده‌ی نوآورانه که بر‌پایه‌ی ترکیب آلیاژ مایع گالینستان (متشکل از گالیم و ایندیم و قلع) و پودر آلومینیوم سرامیکی نیتریت ساخته شده است؛ عملکردی بسیار بهتر از برترین خمیرهای حرارتی مایع موجود در بازار از خود نشان می‌دهد.
یکی از مشکلات اصلی در عصر کنونی، مدیریت حرارت تولید‌شده دستگاه‌های الکترونیکی پرقدرت، به‌ویژه در دیتاسنترها محسوب می‌شود. مصرف انرژی فراوان سیستم‌های خنک‌کننده در این مراکز، بخش زیادی از هزینه‌های عملیاتی را به خود اختصاص می‌دهد. محققان تخمین می‌زنند که حدود ۴۰ درصد از انرژی مصرفی یک دیتاسنتر، صرف خنک‌کاری می‌شود.
ماده‌ی رابط حرارتی جدید محققان دانشگاه تگزاس با استفاده از روش شیمیایی نوینی به نام مکانوشیمی تولید می‌شود. در این روش، آلیاژ گالینستان مایع با ذرات ریز سرامیک نیتریت آلومینیوم مخلوط می‌شود و در شرایط خاصی قرار می‌گیرد تا ترکیبی همگن با خواص حرارتی عالی ایجاد شود.
نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این ماده‌ی جدید می‌تواند مقاومت حرارتی را ۵۶ تا ۷۲ درصد در مقایسه با بهترین خمیرهای حرارتی مایع موجود کاهش دهد. این یعنی دستگاه‌های الکترونیکی مجهز به این ماده‌ی رابط حرارتی می‌توانند حرارت تولید‌شده را بسیار مؤثرتر دفع کنند و در نتیجه، کارایی و طول عمر آن‌ها افزایش یابد.
یکی از مزایای مهم این ماده‌ی جدید، کاهش چشمگیر مصرف انرژی در سیستم‌های خنک‌کننده است. محققان گزارش کرده‌اند که این ماده می‌تواند مصرف انرژی پمپ‌های خنک‌کننده را تا ۶۵ درصد کاهش دهد. این کاهش مصرف انرژی نه‌تنها به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک می‌کند؛ بلکه به کاهش تأثیر محیط‌زیستی دیتاسنترها نیز منجر می‌شود.
محققان دانشگاه تگزاس معتقدند که کاربردهای این ماده‌ی نوآورانه فراتر از دیتاسنترها خواهد بود. از این ماده می‌توان در صنایع هوافضا و سایر کاربردهای نیازمند به سیستم‌های خنک‌کننده بسیار کارآمد استفاده کرد. باتوجه‌به افزایش روزافزون تقاضا برای دستگاه‌های الکترونیکی پرقدرت، این ماده‌ی رابط حرارتی می‌تواند نقش مهمی در توسعه‌ی فناوری‌های آینده ایفا کند.
محققان تولیدکننده‌ی این ماده در دانشگاه تگزاس امیدوارند که با تجاری‌سازی این فناوری، بتوان به تولید محصولات الکترونیکی با کارایی بهتر و مصرف انرژی کمتر دست یافت. همچنین، این فناوری می‌تواند به بهبود عملکرد سیستم‌های خنک‌کننده در صنایع مختلف مخصوصاً دیتاسنترهای هوش مصنوعی کمک کند و باعث کاهش تأثیر تخریب‌کننده‌ی زیستی این صنایع شود.