新型热材料可大幅降低数据中心的冷却需求

满足全球数据存储需求成本高昂，但一种新材料可以显著改善我们数据中心的冷却效果，同时使我们的家用和企业电子产品更加节能。

目前，通常部署笨重且能源密集型的冷却解决方案来冷却保存我们数据的硬件，加起来约 40%数据中心的整体能源使用量（每年约 8 太瓦时）。

来自中国德克萨斯大学奥斯汀分校和四川大学的团队估计这 8 太瓦时中约有 13% 可以被新的有机发电量削减热界面材料（蒂姆）。

TIM 大大提高了热量从有源电子元件中带走并引导到散热器中以供空气或水带走的速度。

这反过来意味着对主动冷却技术（包括风扇和液体冷却）的需求降低。

“能源密集型数据中心和其他大型电子系统的冷却基础设施的功耗正在飙升。”说来自德克萨斯大学奥斯汀分校的材料科学家 Guihua Yu。

“这种趋势不会很快消散，因此开发新方法（例如我们创造的材料）以高效和可持续地冷却以千瓦级甚至更高功率运行的设备至关重要。”

这里开发的 TIM 是液态金属的胶体混合物加林斯坦和粒子氮化铝，以一种产生梯度界面的方式组合在一起，该界面有助于热量通过，两种物质之间没有任何硬边界。

在实验室实验测试装置中，与领先的导热硅脂相比，TIM 能够将电子元件每平方厘米安全传递的热量增加一倍，同时还能降低元件的整体温度。

该设置使用了冷却泵，这是一种常见的过热保护措施，TIM 将泵的能耗降低了 65%。这只是一个小规模的例子，但它显示了材料的传热潜力。

“这一突破使我们更接近实现理论预测的理想性能，为大功率电子产品提供更可持续的冷却解决方案。”说Kai Wu，来自四川大学。

下一步是让材料在更大的系统和更广泛的场景中工作，研究人员已经通过与数据中心提供商合作来做到这一点。

分析师预计 2028 年数据中心的用电量成为双倍2023 年的情况，主要是由于不断增长的需求人工智能模型。这带来了一个真正的能源需求问题——科学家们正在努力解决的问题。

“我们的材料可以在从数据中心到航空航天的能源密集型应用中实现可持续冷却，为更高效、更环保的技术铺平道路。”说吴语。

该研究已发表在自然纳米技术.

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