خنک‌سازی مدارهای الکترونیک به کمک نانوسیالات در دانشگاه‌های سمنان و آزاد اسلامی ماهشهر

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های کارخانه‌ها و صنایعی مانند میکروالکترونیک و هرجایی که به‌نوعی با تولید و انتقال حرارت مربوط است، سیستم‌های خنک‌کننده است. با پیشرفت فناوری در صنایع مختلف از جمله الکترونیک که عملیات حجیم در سرعت‌های بالا اتفاق می‌افتد و از موتورهایی با توان و بار گرمایی بالا استفاده می‌شود، استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده یپیشرفته و بهینه، امری اجتناب‌ناپذیر است. بهینه‌سازی سیستم‌های انتقال گرمای موجود می‌تواند به‌وسیله افزایش سطح آنها صورت گیرد که همواره باعث حجم این تجهیزات می‌شود. بنابراین، برای غلبه بر این مشکل به خنک‌کننده‌های جدیدی بر پایه نانوسیالات مورد نیاز است.

به گفته دکتر محمد محسن سرافراز، هدف اصلی از انجام این طرح، بررسی تأثیر حضور نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر عملکرد حرارتی سیستم‌های خنک‌کننده سنتی نظیر آب، در سیستم‌های در حال جوش بوده است.

حضور نانوذرات موجب بهبود عملکرد حرارتی سیستم‌های خنک‌کننده خواهد شد که این امر کاهش هزینه‌های مربوط به اتلاف حرارت را نیز در پی خواهد داشت. همچنین بهینه عمل کردن سیستم‌های خنک‌کننده می‌تواند موجب بهبود عملکرد کلی مدارها و تجهیزات شود.

این محقق در خصوص نقش فناوری نانو در بهبود عملکرد سیستم‌های خنک‌کننده افزود: «حضور نانوذرات باعث افزایش خاصیت ترشوندگی و کشش سطحی لایه مجاور با سطح داغ می‌شود. این امر باعث می‌شود تا حباب ناشی از جوشش روی سطح، به‌صورت یکنواخت قرار بگیرد و لایه رسوبی از نانوذرات روی سطح می‌تواند مایه بیشتری در خود جای دهد. بدین ترتیب همواره سطح زیر لایه‌، تر باقی می‌ماند. به‌علاوه حضور نانوذرات موجب بهبود هدایت حرارتی سیال خنک‌کننده می‌شود».

سرافراز در پایان گفت: «بسته به وضعیت نانوسیال، نوع و روش پایدارسازی، اندازه و غلظت نانوذرات و همچنین میزان رسوب و جنس سیستم خنک‌کننده، استفاده از نانوذرات می‌تواند موجب بهبود بازدهی سیستم شود. البته پارامترهای استفاده از آنها باید جهت استفاده حداکثری از خواص آنها بهینه شود و شرایط لازم جهت کارکرد نانوذرات فراهم شود، در صورتی که پارامترهای عملیاتی مهم بهینه‌سازی نشده باشد، حضور این ذرات می‌تواند اثرات مخربی نظیر افت فشار و رسوب را به دنبال داشته باشد. بنابراین دانش عظیمی برای کنترل رفتار حرارتی نانوسیالات لازم است که در تحقیق حاضر برای دست‌یابی به آن تلاش شده است. در این راستا تأثیر غلظت‌های متفاوت از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر هدایت حرارتی نانوسیال آب/دی‌اکسید تیتانیوم بررسی شده است».

این تحقیقات حاصل تلاش‌های محمدمحسن سرافراز، محقق دانشگاه سمنان و دانشگاه آدلاید استرالیا، فرامرز هرمزی، عضو هیأت علمی دانشگاه سمنان، سید محسن پیغمبرزاده، عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر و الهام سالاری، فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر، است.