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Kühlung für Smartphones und PC

Forscher entwickeln schwitzende Elektronik

von - 27.03.2020
Schitzender Mann im Kraftraum
Foto: Janeb13 / Pixabay
Wir Menschen schwitzen, um unsere Körpertemperatur zu regulieren. Dasselbe Prinzip wollen Forscher nun Elektronikbauteilen angedeihen lassen, um diese zu kühlen.
Die Funktionsweise des Kühlungsverfahrens der SJTU
(Quelle: SJTU )
Elektronik-Geräte wie Computer sollen wie wir Menschen künftig auch schwitzen, um kühl zu bleiben. An entsprechenden Verfahren arbeiten Forscher an der Shanghai-Jiao-Tong-Universität in China. Devices wie etwa Smartphones ließen sich dadurch nicht nur effizienter kühlen. Gleichzeitig könnten die Elektronik-Bausteine auch auf noch engerem Raum verbaut werden. Auf Ventilatoren könnte so verzichtet werden.
Der Trick: Die Bauteile erhalten einen Überzug, der sich dadurch auszeichnet, dass er Wasserdampf entweichen lässt. Durch diese Verdunstung wird die Elektronik dann gekühlt. Wie es in einer Mitteilung heißt, haben sich die Wissenschaftler von der Art und Weise inspirieren lassen, wie Säugetiere die Körpertemperatur regulieren.

Metal Organic Framework MIL-101 (Cr)

Das dabei verwendete Material ist sehr porös und kann Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnehmen. Diese wird dann als Wasserdampf wieder abgegeben, wenn sich das unter dem Überzug liegende Material erhitzt. Konkret handelt es sich dabei um das Material MIL-101(Cr), ein sogenanntes "Metal Organic Framework" oder MOF. Dieses zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass es sehr viel Wasser speichern kann.
Laut dem auf Kühltechniken spezialisierten Wissenschaftler Ruzhu Wang resultiert das Material aus früheren Forschungsprojekten, bei der ein MOF zur Gewinnung von Wasser aus besonders trockener Wüstenluft verwendet wurde.
In ihrem Proof-of-Concept-Test verwendeten die chinesischen Forscher nun eine Mikrometer-dünne Schicht MIL-101(Cr) auf metallischen Oberflächen und erreichten damit eine Temperatursenkung um bis zu 8,6 Grad Celsius binnen 25 Minuten. Wie die Experten in der Zusammenfassung zu ihrem wissenschaftlichen Artikel berichten, der in der Zeitschrift "Joule" veröffentlicht wurde, sei dies eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Verfahren mit sogenannten "Phase Change Materials" (PCM,) wie sie heute beispielsweise in Smartphones verwendet werden. Durch die Verdunstung könne dagegen gut zehn Mal mehr Wärmeenergie abgeführt werden als mit den bislang verwendeten Materialien, heißt es.
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