Dans la recherche de puces électroniques plus puissantes, un défi persistant a été de savoir comment dissiper efficacement la chaleur accrue qu’elles génèrent.
Parmi les solutions prometteuses, les chercheurs se tournent désormais vers la bionique – en s’inspirant de la nature – pour des technologies innovantes qui pourraient à terme révolutionner les centres de données d’IA.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Ye Hong de l’Université des sciences et technologies de Chine a développé une mèche en céramique bionique révolutionnaire pour les caloducs en boucle (LHP), inspirée du processus naturel de transpiration des stomates des feuilles. Leurs recherches, publiées dans Langmuirrépond à une limitation clé des LHP traditionnels, qui utilisent des mèches avec des tailles de pores uniformes, réduisant ainsi l’efficacité aux flux de chaleur élevés en raison des blocages de vapeur et de la résistance thermique accrue.
Des premiers résultats prometteurs
La mèche bionique nouvellement développée présente une structure de pores asymétriques, qui optimise le transfert de chaleur en surmontant ces défis, offrant ainsi une solution plus efficace pour le refroidissement des puces haute puissance.
La conception imite les stomates des feuilles, avec des pores droits en forme de doigts servant de canaux de vapeur, réduisant considérablement la résistance au transport de vapeur et améliorant la dissipation de la chaleur. Cette structure permet un flux thermique critique plus élevé, permettant une meilleure gestion du refroidissement des puces haute puissance. L’utilisation de céramique, plutôt que de métal, pour ces mèches offre également une résistance à la corrosion et une stabilité thermique améliorées, essentielles aux performances à long terme de l’électronique avancée.
Le processus de fabrication utilise le moulage de bandes à inversion de phase, couramment utilisé pour produire des membranes céramiques poreuses. Cette méthode innovante permet non seulement de créer les structures de pores multi-échelles souhaitées en une seule étape, mais garantit également un résultat solide et cohérent.
Les premiers tests de la mèche bionique dans les systèmes LHP ont donné des résultats prometteurs. En optimisant l’équilibre entre la force capillaire et la résistance à l’écoulement, la mèche bionique transporte efficacement les fluides de travail et améliore les performances thermiques du système. Cette avancée a le potentiel de s’étendre au-delà du simple matériel informatique, avec des applications dans les secteurs de l’aérospatiale, de la microélectronique et de l’énergie.
Cette approche pionnière pourrait redéfinir les stratégies de gestion thermique dans les centres de données alimentant l’intelligence artificielle, ouvrant la voie à des solutions plus efficaces et durables inspirées du monde naturel. Les chercheurs espèrent que le développement et l’adaptation continus de ces structures bioniques aideront à surmonter les défis existants et à répondre aux demandes de l’électronique de nouvelle génération.
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