Commutateur thermique à métal liquide

23 mars 2018, 14:47
Commutateur thermique à métal liquide
Commutateur thermique à métal liquide

Les chercheurs de l'université de l'Illinois ont développé une technique inédite qui permet d'activer ou de désactiver un flux thermique dans un circuit électronique. Leur découverte a été publiée dans la revue Applied Physics Letters.

Les commutateurs servent à faire fonctionner de nombreux produits et systèmes techniques. À petite échelle, les commutateurs électroniques prennent la forme de transistors pour activer ou désactiver des appareils électroniques, ou acheminer des signaux logiques vers un circuit.

Les ingénieurs cherchent depuis longtemps un commutateur permettant de commander les flux thermiques, en particulier pour les systèmes électroniques, car la maîtrise de ces flux permettrait d'améliorer significativement leurs performances et leur fiabilité. Cependant, créer un tel dispositif suppose de résoudre des défis considérables.

« Un flux thermique apparaît lorsqu’il existe une zone à température élevée à proximité d’une autre zone où la température est plus faible », indique le professeur William King. « Pour contrôler le flux thermique, nous avons conçu un passage spécifique entre les zones chaude et froide, assorti d'un procédé pour interrompre à la demande ce passage ».

La technologie est basée sur le mouvement d’une gouttelette de métal liquide qui peut être déplacée pour ouvrir le passage du flux thermique. À l’inverse, elle permet de bloquer le passage pour limiter la circulation.

Les chercheurs ont démontré et modélisé la technologie pour des systèmes électroniques modernes. D’un côté du commutateur, une source de chaleur provenant d’un composant électronique de puissance, et de l’autre, un système de refroidissement à liquide servant à dissiper la chaleur. Lorsque le commutateur a été activé, il pouvait assurer une conduction thermique supérieure à 10 W/cm². Une fois désactivé, la circulation thermique a été divisée par près de 100.

La prochaine étape consistera à intégrer le commutateur avec l’électronique de puissance sur une carte électronique. Les chercheurs prévoient de créer un prototype opérationnel au cours de cette année.

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