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仿生纖維膜技術(shù)突破！大幅降低數(shù)據(jù)中心能耗
2025年06月19日 10:02:44
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：8112
美國加州大學(xué)圣迭戈分校研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種基于特殊纖維膜的蒸發(fā)冷卻新技術(shù)，可顯著提升數(shù)據(jù)中心及高功率電子設(shè)備的能源利用效率。
美國加州大學(xué)圣迭戈分校研究團(tuán)隊(duì)在6月13日《焦耳》雜志發(fā)文稱，他們開發(fā)出一種基于特殊纖維膜的蒸發(fā)冷卻新技術(shù)，可顯著提升數(shù)據(jù)中心及高功率電子設(shè)備的能源利用效率。這項(xiàng)技術(shù)通過模擬自然界蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象，有望替代傳統(tǒng)風(fēng)扇、散熱器和液泵等高能耗冷卻方案，同時大幅降低冷卻系統(tǒng)的水資源消耗。
隨著人工智能與云計(jì)算的爆發(fā)式增長，全球數(shù)據(jù)中心正面臨前所未有的散熱壓力。國際能源署數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前冷卻系統(tǒng)能耗已占數(shù)據(jù)中心總耗電量的40%。若維持現(xiàn)有技術(shù)路徑，到2030年全球制冷能耗或?qū)⒓ぴ鲇庖槐?。這項(xiàng)新技術(shù)為遏制能耗增長提供了新思路。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的纖維膜表面布滿精密互聯(lián)的微孔網(wǎng)絡(luò)，其孔徑經(jīng)過精確優(yōu)化，既能通過毛細(xì)作用自主吸附冷卻液，又可避免傳統(tǒng)材料常見的堵塞或暴沸問題。在電子設(shè)備發(fā)熱時，冷卻液沿纖維膜表面快速蒸發(fā)，無需額外能源輸入即可實(shí)現(xiàn)高效散熱。
實(shí)驗(yàn)測試中，該材料創(chuàng)下每平方厘米800瓦的散熱紀(jì)錄，相當(dāng)于在1元硬幣面積上持續(xù)消散1.6臺筆記本電腦的熱量，且能穩(wěn)定工作數(shù)小時。傳統(tǒng)蒸發(fā)冷卻技術(shù)因材料限制難以應(yīng)用，如果孔隙過小易堵塞，過大又會導(dǎo)致失控沸騰。而新型纖維膜憑借恰到好處的孔徑和立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)完美解決了這一難題。
這種纖維膜最初是為工業(yè)過濾應(yīng)用研發(fā)的，其獨(dú)特的毛細(xì)傳輸特性在散熱領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。研究團(tuán)隊(duì)目前正著手優(yōu)化材料性能，并開發(fā)適配中央處理器和圖形處理器的冷板原型。
據(jù)估算，若該技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，單個數(shù)據(jù)中心年節(jié)電量可達(dá)數(shù)百萬千瓦時，同時節(jié)水效率有望超過90%。隨著全球數(shù)據(jù)中心以每年15%的速度擴(kuò)張，這項(xiàng)源于自然啟示的技術(shù)突破，或?yàn)閿?shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的綠色轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐。
(資料參考來源：科技日報(bào))
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