超級毛細效應

研究人員通過利用極快的、千萬億分之一秒的高能雷射脈衝在金屬表面蝕刻，從而實現了一種所謂的超級毛細效應——即：一種材料的紋理能夠迫使水向上流動。這項技術將為微型計算機與感測器陣列結合所產生的基於矽的晶片上的實驗室的套用帶來令人激動的發展。

基本介紹

• 中文名：超級毛細效應
• 研究背景：水在經雷射蝕刻微晶片上向上流動
• 方法：高能雷射脈衝在金屬表面蝕刻
• 作用：冷卻計算機硬體提供一種方式
• 科學家：Chunlei Guo和Anatoliy Vorobyev
• 評價：為新材料的套用鋪平了道路

研究背景

一滴水在一個經雷射蝕刻微晶片上迅速向上流動

熱量是電子器件的敵人。它會烘烤精密的電子元件直到它們變得易碎且故障頻發。一台計算機的晶片性能越高，它產生的熱量也就越多。

迄今（2010年）為止，冷卻計算機硬體的唯一手段便是使用風扇。但是這項技術自身又會產生一些問題，包括灰塵的堆積會堵塞通風口，以至於使計算機徹底垮掉。

美國紐約州羅切斯特大學的光物理學家Chunlei Guo和Anatoliy Vorobyev與之前的其他科學家一樣，試圖搞清能否用水或其他液體冷卻矽晶片。其中的一項挑戰是晶片通常都是垂直安裝在一台計算機的內部，因此必須要讓冷卻液能夠向上流動。

實驗

2009年，研究人員通過利用極快的、千萬億分之一秒的高能雷射脈衝在金屬表面蝕刻，從而實現了一種所謂的“超級毛細效應”——即：一種材料的紋理能夠迫使水向上流動。

他們進而決定在矽晶片上嘗試相同的技術。結果顯示，約兩厘米長、100微米寬的凹槽使普通的晶片完全親水。這些凹槽吸引著水分子，並且通過毛細作用使它們真的可以無視重力的存在。

Chunlei Guo補充說，他和Anatoliy Vorobyev還用丙酮和甲醇進行了實驗，並取得了類似的結果。這項技術很可能用在一些閉環系統中，例如，在一部裝有蒸發器、冷凝器的傳統空調中，可以讓液體流過有凹槽的炙熱表面。一旦這樣，便需要一種能夠迅速蒸發的揮發性冷卻液。

作用

專家表示，這種超級毛細方法能夠為冷卻計算機硬體提供一種更佳的方式，同時為新一代高能微處理器的使用掃清最大的障礙。不僅如此，它還會為微型流體感測器帶來好處。

評價

物理學家、希臘伊拉克利翁電子結構與雷射研究所所長Costas·Fotakis指出，這項研究為液冷計算機的開發“樹立了一個基準”，同時為由超速雷射製成的新材料的套用鋪平了道路。

美國普爾曼市華盛頓州立大學的材料物理學家J·Thomas Dickinson對此表示贊同，認為經由微通道流動的液體“對於大量的微流體套用確實很重要”。他說，難題在於要篩選出這項技術中的許多變數，例如形狀、深度以及通道的數量、液滴的大小。