Heat pipes con grafeno, ¿serán el futuro de la refrigeración en PC?

El grafeno es un material que desde hace ya una década o más se consideraba como la solución a gran parte de las limitaciones que tiene el hardware actual, pero dado su precio y la dificultad de su manejo se descartó en muchos de los ámbitos. Sin embargo, ahora unos investigadores han utilizado grafeno para mejorar heat pipes de refrigeración y se han topado con que su eficiencia a la hora de transmitir el calor es 3,5 veces superior con respecto a las heat pipes de cobre. ¿Será este el futuro de la refrigeración para PC?

Los componentes electrónicos son cada vez más pequeños y potentes, y por ello la concentración de calor que generan es cada vez mayor y la refrigeración tradicional tal y como la conocemos está comenzando a llegar a su límite. Ahora, unos investigadores de la Universidad tecnológica de Chalmers, Suecia, han descubierto que los tubos de calor basados en grafeno pueden ayudar a resolver estas limitaciones, ya que su transmisión de calor es hasta 3,5 veces más efectiva.

Heat pipes mejoradas con grafeno, ¿la solución a todos los problemas?

«Los tubos de calor son una de las herramientas más eficientes para la refrigeración debido a su alta eficiencia y su capacidad única para transferir calor a grandes distancias».- dice Johan Liu, profesor de producción electrónica en el departamento de Microtecnología y Nanociencia de Chalmers.

Grafito vs Grafeno

La electrónica y especialmente los centros de datos deben enfriarse de manera eficiente para que funcionen correctamente. Los heat pipes mejorados con grafeno pueden resolver estos problemas, ya que actualmente los heat pipes que suelen estar hechos de cobre, aluminio o sus aleaciones se enfrentan a serios desafíos debido a la densidad relativamente alta de calor generado por los dispositivos, y a la capacidad de transmisión limitada de estos materiales.

Los grandes centros de datos que brindan, por ejemplo, servicios bancarios digitales y sitios web de transmisión de vídeo consumen mucha energía y son un culpable ambiental con mayores emisiones que la industria de la aviación. Por tanto, es fundamental reducir la huella climática de esta industria, y los descubrimientos que están haciendo los investigadores con respecto a los heat pipes mejorados con grafeno podrían hacer una contribución significativa a la eficiencia de estos centros de datos, pero también a cualquier otra aplicación en la que se utilicen disipadores con tubos de calor.

Grafeno Heat Pipes

Los heat pipes mejorados con grafeno exhiben un coeficiente de transferencia térmica específico que es aproximadamente 3,5 veces mejor que el de los heat pipes de cobre. Los nuevos hallazgos allanan el camino para el uso de tubos de calor mejorados en aplicaciones tanto livianas como de gran capacidad, como se requiere en muchas aplicaciones de aviónica, electrónica automotriz, portátiles, teléfonos móviles, centros de datos, ordenadores y electrónica espacial.

Estos tubos de calor mejorados están hechos de películas ensambladas con grafeno de alta conductividad térmica asistidas con superficies internas mejoradas con fibra de carbono. Los investigadores probaron heat pipes con 6 mm de diámetro exterior (igual que las usadas en los disipadores de PC) y 150 mm de longitud, mostrando grandes ventajas y potencial para la refrigeración de prácticamente cualquier dispositivo donde se requiere una gran disipación térmica pero con poco peso y una buena resistencia a la corrosión.

«La sección del condensador, la parte fría de la tubería de calor mejorada con grafeno, puede sustituirse por un disipador de calor convencional o con un ventilador para hacer que el enfriamiento sea todavía más eficiente cuando se aplica en un caso real».- explica Ta Liu, estudiante del laboratorio de materiales y sistemas electrónicos de Chalmers.

Esto último significa que las pruebas las han realizado con los heat pipes en pasivo, sin un entramado de láminas de aluminio o un ventilador que fomente esta refrigeración. Realmente estos heat pipes mejorados con grafeno tienen una muy buena pinta ya que permitirían una mayor eficiencia de disipación de calor con menor tamaño de disipadores, pero habrá que ver qué coste tienen porque el grafeno no es precisamente barato.