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隨著人工智慧（AI）與雲端運算高速成長，散熱及冷卻成為供應商極需解決的問題。加州大學聖地牙哥分校的工程團隊研發一種創新的冷卻系統，以大幅提升資料中心與高效能電子裝置的能源效率。這項新技術利用特製的纖維膜，透過自然蒸發作用排除熱量，提供比傳統風扇、散熱片或液體幫浦更高效、省能的替代方案，也有望降低現有系統普遍高耗水的問題。
綜合外媒報導，研究團隊透過一種廉價的纖維膜，內含無數相互連結的微孔，可透過毛細作用將冷卻液引導至膜的表面。整個系統分成三層結構，底層是讓液體流通的微流道，中層為纖維膜所在位置，上層則是蒸發層。當液體蒸發時會帶走下方電子元件的熱量，全程不需額外供能。這項研究已經刊登在期刊《Joule》中。
該研究共同主持人之一、加州大學聖地牙哥分校雅各布工程學院機械與航太工程系教授 Renkun Chen 表示，與傳統的空氣冷卻或液體冷卻相比，蒸發冷卻能以更低能耗排出更高的熱通量。
Renkun Chen 表示，許多現有應用其實早已利用蒸發原理進行散熱，例如筆電內的熱導管、冷氣機中的蒸發器等，但這項技術要有效應用於高功率電子設備一直是項挑戰。
過去使用多孔膜的設計雖具備理想的蒸發表面積，但由於孔洞過小容易堵塞，或過大導致液體沸騰，最終都難以穩定運作。團隊這次採用孔徑適合且相互連結的多孔纖維膜，有助高效蒸發，同時避免過去系統常見的堵塞與沸騰問題。
更最令人關注的是，該系統創下每平方公分 800 瓦的熱通量紀錄，並能穩定運作數小時，展現出極高的散熱能力。研究團隊指出，這項技術仍遠未達理論上限，意味未來可望開發出性能更強、效率更高的版本，進一步提升資料中心的散熱效能。
這項成果展現了重新想像材料、開發全新應用的潛力。Renkun Chen 認為，這些纖維薄膜原本是為過濾用途設計的，從未有人探討其在蒸發冷卻方面的應用。但其結構特性獨特，因此成為高效蒸發冷卻的理想材料。
研究團隊目前正致力於改良薄膜並優化其性能，下一步將把它整合進冷卻板原型中，冷卻板可直接貼附在 CPU 或 GPU 晶片上以協助散熱。團隊也正籌備成立新創公司，推動該技術的商業化。
錄自：科技新報
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發表於 2025-11-7 17:50:23
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