新型熱材料可大幅降低數(shù)據中心的冷卻需求

滿足全球數(shù)據存儲需求成本高昂，但一種新材料可以顯著改善我們數(shù)據中心的冷卻效果，同時使我們的家用和企業(yè)電子產品更加節(jié)能。

目前，通常部署笨重且能源密集型的冷卻解決方案來冷卻保存我們數(shù)據的硬件，加起來約 40%數(shù)據中心的整體能源使用量（每年約 8 太瓦時）。

來自中國德克薩斯大學奧斯汀分校和四川大學的團隊估計這 8 太瓦時中約有 13% 可以被新的有機發(fā)電量削減熱界面材料（蒂姆）。

TIM 大大提高了熱量從有源電子元件中帶走并引導到散熱器中以供空氣或水帶走的速度。

這反過來意味著對主動冷卻技術（包括風扇和液體冷卻）的需求降低。

“能源密集型數(shù)據中心和其他大型電子系統(tǒng)的冷卻基礎設施的功耗正在飆升?！?a>說來自德克薩斯大學奧斯汀分校的材料科學家 Guihua Yu。

“這種趨勢不會很快消散，因此開發(fā)新方法（例如我們創(chuàng)造的材料）以高效和可持續(xù)地冷卻以千瓦級甚至更高功率運行的設備至關重要。”

這里開發(fā)的 TIM 是液態(tài)金屬的膠體混合物加林斯坦和粒子氮化鋁，以一種產生梯度界面的方式組合在一起，該界面有助于熱量通過，兩種物質之間沒有任何硬邊界。

在實驗室實驗測試裝置中，與領先的導熱硅脂相比，TIM 能夠將電子元件每平方厘米安全傳遞的熱量增加一倍，同時還能降低元件的整體溫度。

該設置使用了冷卻泵，這是一種常見的過熱保護措施，TIM 將泵的能耗降低了 65%。這只是一個小規(guī)模的例子，但它顯示了材料的傳熱潛力。

“這一突破使我們更接近實現(xiàn)理論預測的理想性能，為大功率電子產品提供更可持續(xù)的冷卻解決方案。”說Kai Wu，來自四川大學。

下一步是讓材料在更大的系統(tǒng)和更廣泛的場景中工作，研究人員已經通過與數(shù)據中心提供商合作來做到這一點。

分析師預計 2028 年數(shù)據中心的用電量成為雙倍2023 年的情況，主要是由于不斷增長的需求人工智能模型。這帶來了一個真正的能源需求問題——科學家們正在努力解決的問題。

“我們的材料可以在從數(shù)據中心到航空航天的能源密集型應用中實現(xiàn)可持續(xù)冷卻，為更高效、更環(huán)保的技術鋪平道路。”說吳語。

該研究已發(fā)表在自然納米技術.

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