超順磁奈米流體可冷卻電腦晶片
- 上線日期：2011/10/21 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
印度研究人員最近發現，特定奈米流體(nanofluid)在外加磁場下會展現絕佳的導熱性。這個現象可以用來冷卻微型元件，例如微米/奈米級機電系統(M/NEMS)以及電腦晶片。
英迪拉甘地原子能研究中心的研究員John Philip表示，奈米流體可作為未來電子產品的理想冷卻劑，但液體本身需具備高的熱傳導率。他們研究的材料為含有單磁區的超順磁(superparamagnetic)Fe3O4粒子的膠體懸浮液，這些奈米顆粒大小介於3到10 nm之間，且磁性方向可被極化，也就是會與弱磁場產生交互作用。這些奈米顆粒表面覆蓋一層界面活性劑分子，可以避免粒子間的凝聚。這層分子在之後的實驗中扮演關鍵的角色。
粒子的磁矩原本無特定方向，在外加磁場下，一旦粒子間的磁偶極交互作用(magnetic dipolar interaction)克服熱能，粒子便會朝磁矩平行磁場方向排列。磁偶極交互作用與粒子間的距離和彼此的方向有關。當粒子間磁偶極交互作用夠大時，磁性粒子會沿著磁場方向形成鏈狀結構。由於熱能會沿著此結構有效排出，使得奈米流體的導熱性大幅增加。
這種超順磁奈米流體導熱率比傳統的奈米流體高出數百倍，而且過程是可逆的。此外，研究人員可以藉由改變外加磁場的方向由平行到垂直粒子鏈，來調整導熱率的大小。這些特性讓奈米流體能夠作為智慧型冷卻劑。Philip進一步說明，根據奈米流體的熱負荷量來調整外加磁場強度，例如藉由回饋控制電路自動感應所需的冷卻量來改變外加磁場強度，可達到較佳的冷卻效果。
該團隊目前正進一步測試這些奈米流體通過微通道(microchannels)時的冷卻速率，他們另一個目標是研發出能在高溫環境下快速反應的新型奈米流體。詳見J. Phys. Chem. C DOI: 10.1021/jp204827q。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/47272
譯者:廖婕如(成功大學材料科學與工程學系)
責任編輯:蔡雅芝
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