Tecnologia de resfriamento de diodo térmico de ponte de gotículas
Recentemente, pesquisadores da Escola de Engenharia Mecânica da Virginia Tech, nos Estados Unidos, utilizaram o princípio de condutividade térmica bifásica da Câmara de Vapor para desenvolver um Diodo Térmico de Gota de Ponte planar, que tem um efeito de condutividade térmica 100 vezes maior que o original. A equipe Boreyko espera que as características de transferência de calor unidirecional do diodo térmico de gotículas de ponte planar ajudem a alcançar o gerenciamento térmico inteligente de dispositivos eletrônicos, aeronaves e espaçonaves, e possam servir como um novo método para gerenciamento térmico de data centers e equipamentos espaciais.
A equipe de Boreyko criou um diodo térmico usando duas placas de cobre em um ambiente vedado, separadas por um pequeno vão. A primeira placa adota uma estrutura de pavio para reter água, enquanto a outra placa é revestida com uma camada impermeável (hidrofóbica). A água na superfície do pavio é aquecida e evapora em vapor. Quando o vapor passa por espaços estreitos, ele esfria e condensa em gotículas de água no lado hidrofóbico. Quando essas gotas de água se tornam grandes o suficiente para “fechar” as lacunas, elas são sugadas de volta para o núcleo de sucção e o processo começa novamente.
Em aplicações práticas, o princípio da rápida condução de calor unidirecional de diodos térmicos de gotículas de ponte plana é o mesmo dos tubos de calor de placa plana (também conhecidos como câmaras de vapor), que podem cobrir a fonte de calor de dispositivos eletrônicos, como chips de CPU, rapidamente remova o calor, evite o acúmulo de calor no chip excedendo o limite de temperatura operacional e garanta a operação segura de dispositivos eletrônicos.
O calor é aplicado à placa absorvente de água oposta à placa hidrofóbica, e o vapor condensa na placa hidrofóbica e salta e aglomera-se na superfície superhidrofóbica. As gotas de água cobrem as lacunas e são sugadas de volta pela placa central de absorção de líquido, mantendo a transferência de calor bifásica ininterrupta. Se a fonte de calor estiver localizada no lado hidrofóbico, este dispositivo não gerará vapor porque a água ainda ficará presa no núcleo de sucção. É por isso que este dispositivo só pode conduzir calor em uma direção.
