Una tecnología de refrigeración ultraligera por tubo de calor accionado por capilares
Los tubos de calor accionados por capilares, debido a su diseño simple, bajo costo, diseño flexible y buena capacidad de disipación de calor, pueden ser la solución más popular para los componentes microelectrónicos de gestión térmica contemporáneos. En smartphones y portátiles, aplana el diseño tubular universal para comprimirlo aún más. El principio de los heatpipes es propagar el exceso de calor emitido por los componentes microelectrónicos mediante la conversión del calor latente del fluido de trabajo en una cámara de vacío. Los extremos frío y caliente de la estructura del recinto sirven como evaporadores y condensadores respectivamente, mientras que la función de la parte intermedia es proporcionar canales para (i) el flujo de vapor (desde el extremo caliente al extremo frío) y (ii) el flujo de condensado ( desde el extremo frío al extremo caliente) mediante acción capilar a través de la estructura de mecha a través de la zona hueca central. En el medio, el vapor y el condensado fluyen en dirección opuesta, separados por una interfaz de superficie libre causada por la fuerza del flujo de tensión superficial. El objetivo del diseño de un tubo de calor es reducir la temperatura de funcionamiento de los componentes conectados al evaporador permitiendo que el calor se transporte a lo largo del tubo de calor y se disipe en el extremo del condensador.
Recientemente, el profesor Kiju Kang de la Universidad Nacional de Chonnam en Corea del Sur ha realizado los últimos avances en soluciones térmicas para sistemas de refrigeración electrónicos. Los caloductos accionados por capilares son una solución térmica eficaz para sistemas de refrigeración electrónicos comprimidos, ya que proporcionan una solución térmica de caloductos ultraligera para aplicaciones móviles. En este estudio, la capa que encapsula el proceso de cambio de fase del fluido de trabajo se formó con un espesor de ~40 μ y se realizó mediante revestimiento químico de m. Además, la estructura de mecha que transporta el condensado a la fuente de calor a través de capilares también está recubierta químicamente sobre la superficie interna de la carcasa, formando una capa microporosa de 100 μM de espesor.
Esta estructura de mecha se superhidrofiliza secuencialmente formando un ennegrecimiento nanotexturizado en la capa de mecha microporosa. La densidad efectiva de nuestro prototipo de tubo de calor ultraligero (UHP), como medida de peso ligero, indica que, en promedio, los productos comerciales del mismo tipo con núcleos de cobre sinterizado de dimensiones externas similares han reducido el peso en un 73% (por ejemplo, aproximadamente 2,7 g en comparación con ~10.0 g), al tiempo que proporciona una disipación de calor equivalente. Además, debido a la disipación de calor adicional de la carcasa de pared ultrafina y del núcleo de la lámpara, uHP funciona con una disminución del 25 % en la temperatura del evaporador.
