Avance en la refrigeración de microchips: científicos rusos proponen una nueva solución

La electrónica moderna se enfrenta cada vez más al problema de la refrigeración de los microchips. Sin una disipación de calor eficaz, es imposible el desarrollo de tecnologías, desde los teléfonos inteligentes hasta los sistemas de inteligencia artificial. Científicos rusos han propuesto una solución que podría cambiar la situación.

Investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk, junto con colegas del Instituto de Fisicoquímica y Electroquímica A.N. Frumkin de la Academia de Ciencias de Rusia, han desarrollado un nuevo enfoque para crear superficies de transferencia de calor para refrigerar microchips, elementos clave de la electrónica moderna.

El problema es conocido desde hace tiempo. Sin una disipación de calor eficaz, es imposible el desarrollo de superordenadores, robótica y vehículos no tripulados. Los sistemas de refrigeración monofásicos existentes solo pueden hacer frente a flujos de calor de hasta 100 W/cm², mientras que la electrónica de potencia moderna requiere valores mucho más altos.

Una de las soluciones prometedoras son los sistemas bifásicos de riego por goteo. En ellos, el refrigerante se evapora directamente sobre la superficie del chip. Pero para que este sistema funcione eficazmente, es necesario controlar con precisión el movimiento de las gotas: dirigirlas a las zonas de mayor sobrecalentamiento y controlar el proceso de evaporación.

Precisamente esta tarea es la que han resuelto los científicos. Con la ayuda de un láser, crearon una estructura especial en la superficie del metal y luego hicieron diferentes secciones de la superficie con diferentes propiedades: algunas repelen el líquido, otras, por el contrario, lo atraen. Este contraste permitió a la superficie "redistribuir" las gotas por sí misma, atrayéndolas precisamente hacia donde se requiere la máxima refrigeración.

Resultó que estas superficies disipan el calor seis veces mejor que las normales. Y con un calentamiento moderado, la eficacia de la refrigeración aumenta hasta veinte veces.

Los datos obtenidos pueden servir de base para los sistemas de refrigeración adaptativos de nueva generación, que permitirán que los procesadores del futuro funcionen más rápido sin riesgo de sobrecalentamiento.