Tarek Gebrael , engenheiro da Universidade de Illinois, é o autor principal de "Nature Electronics ", um projeto que propõe um novo método de resfriamento utilizando um revestimento à base de cobre. Este sistema é muito econômico, fácil de implementar e altamente benéfico para melhorar o desempenho dos equipamentos, aumentar radicalmente a capacidade de processamento e exigir um espaço mínimo. Esta solução para os problemas apresentados pelos sistemas de resfriamento existentes foi confirmada em 29 de maio.
Juntamente com outros especialistas, Gebrael confirma que sua iniciativa está atualmente em fase de pesquisa . Isso permitirá garantir a confiabilidade e a durabilidade dos revestimentos, que são essenciais para a aceitação na indústria . Assim, o projeto é identificado como um passo significativo rumo à transição para a produção industrial e comercial em diversas aplicações, incluindo refrigeração de eletrônica de potência, refrigeração de máquinas elétricas e gerenciamento térmico de data centers.
É assim que funciona esse revestimento térmico de cobre.
A ideia de Tarek Gebrael e sua equipe é criar um revestimento térmico de cobre que envolva todas as superfícies que geram calor, como uma camada de tinta. Por ser um material de alta condutividade térmica, ele pode solucionar os problemas enfrentados pelos sistemas de refrigeração atuais.
Neste caso, o revestimento visa envolver completamente o dispositivo, cobrindo assim todas as superfícies expostas. Isso elimina a necessidade de métodos convencionais de dissipação de calor que utilizam apenas difusores e dissipadores de calor na parte superior, ignorando o fato de que a maior parte do calor é gerada na parte inferior do dispositivo eletrônico.
“Essa tecnologia combina duas abordagens distintas de gerenciamento térmico: resfriamento em nível de dispositivo de junção fechada e difusão de calor em nível de placa.”
– Nenad Miljkovic, professor associado de ciência e engenharia mecânica na UIUC e orientador de Gebrael.
Uma das principais vantagens desse ajuste simples é o aumento de até 740% na potência por unidade de volume , já que ocupa praticamente nenhum espaço. Isso significa que garante um aumento radical no desempenho, algo inédito nos dissipadores de calor atuais.
Além disso, o sistema é fabricado em uma única peça , já que o dispositivo e o dissipador de calor de cobre são integrados em uma única unidade. Isso ocorre porque não há necessidade de um material de interface térmica ou de um dissipador de calor separado, ambos volumosos e que tendem a reduzir a potência do equipamento, impactando negativamente o desempenho térmico.
Outra vantagem é que o sistema é muito econômico ; o cobre é muito mais barato que o diamante, e não há necessidade de usar um material adicional que aumentaria os custos. Isso é diferente dos dissipadores de calor de diamante, que são usados principalmente no nível do chip e são caros.
Além disso, a facilidade de implementação desse revestimento térmico de cobre é outra vantagem destacada por Gebrael e sua equipe. Como o processo de aplicação é realizado dentro da indústria eletrônica , essa característica aumenta a simplicidade da solução inovadora.
A fase de pesquisa gerou dados interessantes.
O projeto, descrito como um “sistema de refrigeração de alta eficiência através da integração de cobre em dispositivos eletrônicos ” , ainda está em fase de pesquisa . Até o momento, o documento divulgado publicamente mostra que os revestimentos podem ser usados tanto no ar quanto na água.
Esta declaração tem um impacto positivo nas aplicações de "resfriamento por imersão" . Estas envolvem a colocação de dispositivos eletrônicos diretamente em um fluido não condutor, de modo que o calor seja transferido dos componentes para o fluido sem intermediários . Este é um mecanismo fundamental para aumentar a densidade de hardware, melhorar a utilização do processador e simplificar a manutenção.
Essa técnica de revestimento elimina grandes descargas de cobre ou alumínio. É uma solução muito mais compacta para dissipar o calor de processadores e memórias de alta velocidade.
Por enquanto, a equipe da Nature Electronics está testando a confiabilidade do revestimento em ambientes de alta tensão, fluidos dielétricos em ebulição e água fervente. Embora o trabalho inicial tenha se concentrado em placas de teste simples , eles enfatizam que implementarão os revestimentos em módulos de energia e GPUs em larga escala.
Posteriormente, os pesquisadores planejam testar a durabilidade do revestimento , e este será o passo mais importante para a aceitação pela indústria. Por ser uma tecnologia tão barata e simples, pode suscitar diversas questões em comparação com o que é comumente encontrado no mercado. Sem ela, a tecnologia de dissipação de calor terá que continuar dependendo dos métodos convencionais de resfriamento de CPUs e GPUs.
