Ако има тема, която гарантирано ще предизвика разгорещена дискусия сред компютърните ентусиасти, това е термопастата. Всеки има собствено мнение за това кое е правилно и кое не - от това колко да се използва до това каква форма да се нанася. Екип от инженери в Тексас обаче смята, че има най-добрия отговор на въпроса коя паста е най-добра, и това е нов колоид от течен метал.

Обикновената термопаста е колоид - течност с твърди частици в суспензия - с малки зрънца алуминиев оксид и/или цинков оксид, смесени със силикон. Това е напълно прилична материя и освен ако не сте наистина увлечени от овърклок манията, не ви трябва нищо друго. През последните години обаче така нареченият течен метал се превърна в предпочитан вариант за охлаждане от висок клас.

Както подсказва името, материалът е метална сплав, обикновено евтектична смес от галий, индий и калай (GaInSn, често продавана под търговското наименование Galinstan). Някои течни метални съединения са дори колоиди с добавени микроскопични медни зрънца за допълнителна сила по отношение на ултраниското термично съпротивление.

Екип от материалолози и инженери от Тексаския университет обаче е разработил ново съединение, което ще надмине всички. Този течен метален колоид е смес от същата GaInSn сплав (въпреки че други галиеви сплави също работят) и частици алуминиев нитрид. Вместо просто да ги хвърли в една вана и да ги разбърка, екипът използва по-строг процес.

„Колоидните [течни метали или ТМ] в това изследване са синтезирани чрез механохимичен подход, при който значителна сила задвижва ТМ, за да проникне в кристалната решетка на керамичната частица, създавайки ефективни взаимодействия между ТМ и твърдото тяло чрез координиране на незаетите орбити на металните атоми в ТМ с електроните на самотната двойка азотни атоми в AlN [алуминиев нитрид].“

Резултатът от тази „значителна сила“ е, че новото термично съединение има много по-ниско термично съпротивление от някои от най-добрите течни метали, налични в търговската мрежа, до 72% от тестваните от екипа. Що се отнася до причините, поради които екипът се интересува от разработването на такъв материал, фокусът не е върху един геймърски компютър, а върху огромни центрове за данни.

„Консумацията на енергия от охладителната инфраструктура за енергоемки центрове за данни и други големи електронни системи расте главоломно“, казва Гуихуа Ю, професор в катедрата по машинно инженерство на университета и в Тексаския институт за материали.

„Тази тенденция няма да се разсее скоро, така че е от решаващо значение да се разработят нови начини като създадения от нас материал за ефективно и устойчиво охлаждане на устройства, работещи с киловатни и дори по-високи мощности.“

Скоростта, с която нещо се охлажда, се влияе основно от две неща: температурната разлика между горещото нещо и охлаждащата течност и съпротивлението на топлинния поток между тях. Ако последното е доста високо, температурата на охлаждащата течност трябва да се понижи, за да се гарантира, че топлинният поток е достатъчно висок. Понижете топлинното съпротивление и няма нужда охлаждащата течност да е толкова студена.

За центровете за данни това означава, че можете да намалите количеството енергия, което се използва за изпомпване на охлаждащата течност, и екипът изчислява, че новото му термично съединение може да свали до 5% от необходимата енергия. Това не звучи като много, но ако се приложи в цялата индустрия, тези икономии наистина ще се увеличат.

Снимка: Unsplash/University of Texas/Cockrell School of Engineering

Виж още: Свръхзвуковият XB-1 постави нов рекорд за скорост при седмия си тестови полет