理化所液態金屬基礎流體安置愛護現象與先進芯

  理化所液態金屬基礎流體安置愛護現象與先進芯片冷卻研究獲進展

 

  近期,理化技術研讨所低溫工程學重點實驗室發現系列有重要科學意義的液態金屬基礎流體效應和現象,並在幾類新型芯片冷卻與熱能捕獲技術研讨中获得關鍵進展。相應研讨提醒瞭液態金屬豐富的物理學圖景和應用價值。

  在發表於Applied Physics Letters 上的題為Liquid metal patterns induced by electric capillary force(108: 161602,2016)的論文中,研讨小組初次發現瞭一類风趣的液態金屬褶皺波效應(圖1):浸沒於環狀石墨電極之間電解液中的液態金屬,可在電磁場誘發下构成各式各樣對稱的褶皺波圖案 。其機理在於,外加電場改變瞭液態金屬外貌的電荷分佈,繼而构成外貌張力梯度差,由此導致的電毛細力會使得液態金屬發生對稱形變。結合石墨電極與永磁體作用,液態金屬可因洛倫茲力發生旋轉,由此构成更為豐富的褶皺圖案。這撐腰省內電動客車消費企業加大科技研發,提升產品技術、安定功能 ,加強產品市場中心競爭才能一發現擴展瞭經典流體波效應的既有研讨范疇。

  在Advanced Materials Interfaces 上發表的題為The rebound motion of liquid metal droplet on flexible micro/nano needle forest(1600008,2016)的論文中 ,研讨小組報道瞭液態金屬液滴在由柔性微/納米尺度針狀叢林構成的外貌上的撞擊、接觸、反彈、擴展或收縮行為,發現在特定針尖長徑比情況下,金屬液滴可發生無任何黏附性的全反彈現象。該項研讨為今後采纳微/納尺度結構實現液態金屬的高效輸運或黏附提供瞭新思绪。

  在Science China Technological Sciences 發表的研讨Alternating electric field actuated oscillating behavior of liquid 事先跑瞭大半年,連個工商執照都沒辦上去metal and its application(59: 597-603, 2016; 封面文章)中,作者提醒瞭處於電解質免責聲明:本文僅代替作者團體觀念,與有關溶液中的金屬液滴在交變電場作用下的往復運動規律。實驗發現,在特定電場頻率下,液滴本身運動會出現強烈共振現象;同時,在交變電場作用下,電解質溶液的電解以及由此產生的氫氣得以无效抑制 。此種液態金屬泵更能滿足實際需求,且結構簡單、功耗低,在電解質溶液乃至血液泵送、芯片冷卻、流體混合等場合有重要用处 。

  在Science China Technological Sciences 上的研讨論文Electrically driven chip cooling device using hybrid coolants of liquid metal and aqueous solution(59: 301, 2015, 封面文章)中,作者展现瞭一種全新原理的雙流體芯片散熱器,其同時集液態金屬高導熱性與水溶液高熱容性優勢於一體,隻需極低電壓即可驅動液態金屬及周邊水溶液循環往復地流動,由此將發熱對象外貌熱量由近及遠輸送出去,功耗極低。比方,該器件在3W/cm2熱流密度下可无效維持熱源溫度低於55℃,驅動功率僅需0.8W。這種純電控驅動的流體冷卻器無需内部機械泵乃至磁體,即實現瞭雙重流體的同時高效泵送,結構相當緊湊,可在筆記本電腦、手機、LED、激光等光電器件冷卻乃至更多能量轉換與使用場合發揮作用。

  進一阵势,通過特别的雙流體設計,還可實現小溫差驅動下的芯片自動冷卻與能量捕獲。在發表於Applied Physics Letters 上的題為A volatile fluid assisted thermo-pneumatic liquid metal energy harvester(108: 023903,2016)的研讨論文中,作者證實,對於封裝於循環通道內的液態金屬與低沸點工質如異戊烷進行加熱,可战胜重力實現復合流體的閉式循環往復運動,這種自驅動乃至可在10℃左右的小溫差下運行。相應裝置結構緊湊,有很高自適應才能 。該技術在太陽能、低档次熱量捕獲以及高熱流密度芯片冷卻領域有重要用处。

  以上研讨局部失掉院長基金資助。

  論文鏈接:1 2 3 4 5

  

  圖1 幾類典范的液態金屬對稱褶皺波圖案: (A) 密集型褶皺環;(B) 類玉米截面的褶皺環;(C) 五等分圓環;(D) 四等分圓環;(E) 三等分圓環;(F) 內外雙環;(G) 外貌密集褶皺內外雙環;(H) 中心環外沿為三角形的內外雙環。(A-H) 上半部為實驗圖,下半部為表示圖。

  

  

圖2 金屬液滴撞擊三類差别長徑比微/納結構針尖叢外貌的動態過程

  

&賈秀全表示,抽簽沒有相對的上上簽,也沒有相對的下下簽,女足開展不像十年前、八年前,歐洲女足以及世界(一些地域)女足沒有真正開展起來nbsp;

  

圖3 期刊封面顯示的交變流體驅動現象及金屬液滴在交變電場作用下的往復運動情形

  

  

圖4 期刊封面故事及電極陣列操纵下的液態金屬水溶液雙流體芯片冷卻器

  

  

圖5 小溫差驅動下的液態金屬與低沸點工質雙流體自循環系統及其任务功能

  

 

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