Tecnologia di raffreddamento con diodo termico a goccia a ponte
Recentemente, i ricercatori della Scuola di Ingegneria Meccanica della Virginia Tech negli Stati Uniti hanno utilizzato il principio di conduttività termica bifase della Camera di Vapore per sviluppare un diodo termico a goccia planare a ponte, che ha un effetto di conduttività termica 100 volte quello dell'originale. Il team Boreyko spera che le caratteristiche di trasferimento di calore unidirezionale del diodo termico a goccia a ponte planare contribuiscano a ottenere una gestione termica intelligente di dispositivi elettronici, aerei e veicoli spaziali e possano fungere da nuovo metodo per la gestione termica dei data center e delle apparecchiature spaziali.
Il team Boreyko ha creato un diodo termico utilizzando due piastre di rame in un ambiente sigillato, separate da un piccolo spazio. Il primo pannello adotta una struttura a stoppino per trattenere l'acqua, mentre l'altro pannello è rivestito con uno strato impermeabile (idrofobico). L'acqua sulla superficie dello stoppino viene riscaldata ed evapora sotto forma di vapore. Quando il vapore passa attraverso spazi stretti, si raffredda e si condensa in goccioline d'acqua sul lato idrofobo. Quando queste gocce d'acqua diventano abbastanza grandi da "chiudere" gli spazi vuoti, vengono risucchiate nel nucleo di aspirazione e il processo ricomincia.
Nelle applicazioni pratiche, il principio della rapida conduzione del calore unidirezionale dei diodi termici a goccia planari è lo stesso di quello dei tubi di calore a piastra piatta (noti anche come Camere di vapore), che possono coprire rapidamente la fonte di calore di dispositivi elettronici come i chip della CPU. rimuovere il calore, evitare l'accumulo di calore sul chip che superi il limite della temperatura operativa e garantire il funzionamento sicuro dei dispositivi elettronici.
Il calore viene applicato alla piastra assorbente acqua opposta alla piastra idrofobica e il vapore si condensa sulla piastra idrofobica e salta e si agglomera sulla superficie superidrofobica. Le gocce d'acqua coprono gli spazi vuoti e vengono risucchiate dalla piastra centrale che assorbe il liquido, mantenendo un trasferimento di calore bifase ininterrotto. Se la fonte di calore si trova sul lato idrofobico, questo dispositivo non genererà vapore perché l'acqua è ancora intrappolata nel nucleo di aspirazione. Ecco perché questo dispositivo può condurre il calore solo in una direzione.
