تقنية التبريد التبخيري: ابتكار جديد لمستقبل أكثر برودة

مع التطور السريع للتقنيات الحديثة مثل الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية، تزداد الحاجة إلى معالجة البيانات بشكل كبير، مما يؤدي إلى ارتفاع كبير في الحرارة الناتجة عن هذه العمليات. تستهلك أنظمة التبريد حاليًا ما يصل إلى 40% من إجمالي الطاقة المستخدمة في مراكز البيانات. إذا استمرت هذه الاتجاهات، فمن المتوقع أن يتضاعف استهلاك الطاقة العالمي للتبريد بحلول عام 2030.

التقنية الجديدة للتبريد التبخيري

قدمت دراسة جديدة تقنية تبريد تبخيري مبتكرة يمكن أن تسهم في الحد من هذه الاتجاهات السلبية. تعتمد هذه التقنية على غشاء ليفي منخفض التكلفة يحتوي على شبكة من المسامات المتصلة التي تسحب السائل المبرد عبر سطحه باستخدام عمل الشعيرات الدموية. عندما يتبخر السائل، فإنه يزيل الحرارة بكفاءة من الإلكترونيات الموجودة تحته دون الحاجة إلى طاقة إضافية.

يتم وضع الغشاء فوق قنوات صغيرة فوق الإلكترونيات، حيث يسحب السائل المتدفق عبر القنوات ويبدد الحرارة بكفاءة. هذه التقنية تقدم بديلاً أكثر كفاءة من تبريد الهواء أو السائل التقليدي، حيث يمكنها تبديد تدفقات حرارية أعلى باستخدام طاقة أقل.

تطبيقات وفوائد تقنية التبريد التبخيري

يستخدم التبخير في العديد من التطبيقات الحالية للتبريد، مثل الأنابيب الحرارية في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والمبخرات في مكيفات الهواء. ولكن كان من الصعب تطبيقها بشكل فعال على الإلكترونيات عالية الطاقة. وقد أظهرت المحاولات السابقة باستخدام الأغشية المسامية غير نجاحها نظرًا لصغر حجم المسامات الذي يؤدي إلى انسدادها أو كبرها الذي يسبب غليان غير مرغوب فيه.

الابتكار الجديد يعتمد على أغشية ليفية مسامية ذات مسامات متصلة الحجم المناسب، مما يحقق التبخير بكفاءة دون تلك العيوب. وقد أثبتت هذه الأغشية قدرتها على تبديد تدفقات حرارية تتجاوز 800 وات لكل سنتيمتر مربع، وهو أحد أعلى المستويات المسجلة لهذا النوع من أنظمة التبريد.

التحديات والآفاق المستقبلية

على الرغم من النتائج الواعدة لهذه التقنية، يشير العلماء إلى أنها تعمل حاليًا دون الحد النظري الأقصى لها. يعمل الفريق البحثي على تحسين الغشاء وتحسين الأداء، ويتضمن الخطوات التالية دمجها في نماذج أولية للألواح الباردة، وهي مكونات مسطحة تتصل بالرقاقات مثل وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسوميات لتبديد الحرارة.

تخطط المجموعة البحثية أيضًا لإطلاق شركة ناشئة لتسويق هذه التقنية، مما يفتح المجال أمام تطبيقات واسعة في مجال تبريد الإلكترونيات.

الخاتمة

تمثل تقنية التبريد التبخيري الجديدة خطوة هامة نحو تحسين كفاءة تبريد الإلكترونيات، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويحد من الآثار البيئية السلبية. مع استمرار البحث والتطوير، قد تصبح هذه التقنية جزءًا لا يتجزأ من مراكز البيانات المستقبلية، مما يسهم في بناء عالم أكثر استدامة وكفاءة.