Mejor refrigeración de la electrónica con grafeno

Unos investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) han descubierto que los tubos de calor basados en grafeno pueden ayudar a resolver los problemas de refrigeración de los sistemas electrónicos y de energía utilizados en la aviónica, los centros de datos y otros aparatos electrónicos de energía.

"Los tubos de calor son una de las herramientas más eficientes para este propósito, debido a su alta eficiencia y a su capacidad única de transferir calor a gran distancia", dice Johan Liu, Profesor de Producción de Electrónica, en el Departamento de Microtecnología y Nanociencia de Chalmers.

Los resultados, en los que también participaron investigadores de China e Italia, se publicaron recientemente en la revista científica de acceso abierto Nano Select.

Los centros electrónicos y de datos necesitan ser refrigerados eficientemente para poder trabajar adecuadamente. Los tubos de calor mejorados con grafeno pueden resolver estos problemas. En la actualidad, los tubos de calor suelen estar hechos de cobre, aluminio o sus aleaciones. Debido a la densidad relativamente alta y a la limitada capacidad de transmisión de calor de estos materiales, los tubos de calor se enfrentan a graves problemas en los futuros dispositivos de energía y centros de datos.

Los grandes centros de datos que prestan, por ejemplo, servicios de banca digital y sitios web de transmisión de vídeo, son extremadamente intensivos en energía, y producen mayores emisiones que la industria de la aviación. Por lo tanto, es vital reducir la huella climática de esta industria. Los descubrimientos de los investigadores en este ámbito podrían contribuir de manera significativa a la eficiencia energética de estos centros de datos, y también en otras aplicaciones.

Los tubos de calor mejorados con grafeno pueden enfriar eficientemente la electrónica. (Foto: Ya Liu/Johan Liu/Chalmers University of Technology)

El tubo de calor mejorado con grafeno exhibe un coeficiente de transferencia térmica específico que es aproximadamente 3,5 veces mejor que el del tubo de calor con base de cobre. Los nuevos hallazgos allanan el camino para utilizar los tubos de calor mejorados con grafeno en aplicaciones de refrigeración ligeras y de gran capacidad, como se requiere en muchas aplicaciones como la aviónica, la electrónica automotriz, las computadoras portátiles, los teléfonos, los centros de datos y la electrónica espacial.

Los tubos de calor mejorados con grafeno están hechos de películas ensambladas de grafeno de alta conductividad térmica asistidas con entrelazado de fibra de carbono mejorado en las superficies internas. Los investigadores probaron tubos de 6 mm de diámetro exterior y 150 mm de longitud. Muestran grandes ventajas y potencial para la refrigeración de una variedad de sistemas electrónicos y de energía, especialmente cuando se requiere un bajo peso y una alta resistencia a la corrosión.

"La sección del condensador, la parte fría del tubo de calor mejorado con grafeno, puede ser sustituida por un disipador de calor o un ventilador para que el enfriamiento sea aún más eficiente cuando se aplique en un caso real", explica Ya Liu, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Materiales y Sistemas Electrónicos de Chalmers. (Fuente: NCYT Amazings)