来源：Nature Nanotechnology
01 背景介绍
有效管理电子系统和设备的热条件已成为21世纪的首要挑战，涉及从冷却高度集成电子设备到增强雷达和激光系统热性能的关键应用。能源密集型数据中心的散热问题引起了人们的迫切关注，据估计，从2015年到2016年，能源密集型数据中心每年消耗的电力达到惊人的200太瓦时。电子系统的冷却基础设施的相关电力消耗，与服务器的相同，在很大程度上促成了全球总体碳排放。为了应对这些热挑战，近几十年来，人们对先进的冷却技术进行了大量的研究，包括空气强制对流、喷雾冷却、射流撞击和微通道冷却。然而，实际由于热源和冷却槽之间串联连接的固有热阻，特别是当缩放以适应具有复杂热界面的大型能源密集型系统时。这个缩放问题需要高泵送功率和精心设计的接口面积远远超过几平方厘米。鉴于这一挑战，迫切需要创新的材料和冷却技术，以提供高效和可持续的解决方案
近日，四川大学高分子科学与工程学院傅强教授/吴凯副研究员、美国德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授团队大幅推进千瓦级器件的可持续热管理研究取得最新进展。该研究介绍了由Galinstan和氮化铝组成的机械化学介导的胶体液态金属，以弥合实践与理论之间的差距。这些胶体在实际热界面中的热阻介于0.42和0.86 mm2K /W之间。这种优异的性能归功于梯度异质界面在液固界面上的高效热传输以及胶体显著的触变性。在实际设备中，实验结果表明，当与微通道冷却相结合时，它们能够从16cm2的热源中提取2,760W的热量，并能将泵的耗电量降低65%。热界面技术的这一进步为千瓦级设备的高效和可持续冷却提供了一个前景广阔的解决方案。研究成果以“Mechanochemistry-mediated colloidal liquid metals for electronic device cooling at kilowatt levels”为题发表在《Nature Nanotechnology》期刊。
03 图文导读
图1. 胶体LMs的概念和合成。
图2. AlN-LM异质界面的调制。
图3. 界面触变性和热传输。
图4. 实用设备中的高通量散热。
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