厭煩電腦主機(jī)散熱時(shí)發(fā)出的呼呼的風(fēng)扇聲音嗎？沒關(guān)系，已經(jīng)解決了，我們可以用金屬替換掉老舊的電扇。是的，是金屬，但并不是汞，而是依靠多種技術(shù)手段合成的金屬流體。液態(tài)金屬在常溫下能像水一樣流動，它們不僅可以為你的電腦降溫，還可以應(yīng)用到先進(jìn)能源、航空熱控、LED照明等領(lǐng)域。為什么此種金屬會如此神奇呢？
或許你還記得科幻大片《終結(jié)者2》中的場景，機(jī)器人大反派T1000溶解于爆炸之中，隨后又恢復(fù)成人形一躍而出?；孟胧强萍嫉脑瓌恿?，這一科幻場景在某種程度上已被科研人員的努力所實(shí)現(xiàn)。液態(tài)金屬散熱技術(shù)便是這一努力的成果。目前，這一技術(shù)已應(yīng)用在電腦的散熱器上，要知道，搭載這一技術(shù)的散熱器中，金屬能像水一樣自由流動，帶走熱量，維系CPU的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
“神來之筆”成就新型合金
在國外，液態(tài)金屬不僅是熱門的研究類別，更是令眾多消費(fèi)電子廠商垂涎的技術(shù)。比如“蘋果”此前就收購了液態(tài)金屬的使用專利，期望通過這種優(yōu)質(zhì)的合金改善外殼的韌性和強(qiáng)度。要知道，這種液態(tài)金屬凝固之后的硬度是鈦的兩倍，抗劃性也很高，即便拿著鑰匙或在上面戳、劃、刻都不會有印跡，但重量卻很輕。
國人的創(chuàng)新力往往被人忽視，在新一代散熱技術(shù)中，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫生物與醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任劉靜和他的團(tuán)隊(duì)完成了一項(xiàng)令人矚目的工作。
他們研發(fā)的液態(tài)金屬，是優(yōu)異材料的典型代表。其導(dǎo)熱系數(shù)是水的60~70倍，捕獲熱量的能力比水強(qiáng)得多。要知道，液態(tài)金屬的沸點(diǎn)高達(dá)2000℃，抗擊極端溫度的能力非常突出。
筆者在劉靜團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室看到了這種神奇的金屬。和“蘋果”未來將使用的完全不同。實(shí)驗(yàn)室里燒杯中銀白色的金屬就像外表鍍了一層有光澤的奶油，在常溫下還可以流動。而它的主要成分是鎵，性質(zhì)穩(wěn)定且無毒。在此之前，科研人員為了找到先進(jìn)的冷卻材料，幾乎窮盡了全球的相關(guān)技術(shù)和專利方法，探究已有的散熱材料和相關(guān)類型。
劉靜團(tuán)隊(duì)如今的成果最早源于一個(gè)突然的念頭。在過去的研發(fā)過程中，劉靜曾留意到鎵是一種能在室溫下保持液態(tài)的金屬，但一直沒有將這種特性和散熱聯(lián)系到一起。后來在長期的探索和積累中，一些支離破碎的信息逐漸在劉靜的腦海中組合起來，他突然想到，用鎵作為主要成分來開發(fā)會合適嗎？
最終，他們研發(fā)出了以鎵為主要成分的低熔點(diǎn)合金，目前，這種合金已成功應(yīng)用在電腦CPU散熱器中。CPU工作時(shí)產(chǎn)生的熱量會隨著流動的金屬快速散去，從而保證系統(tǒng)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
與傳統(tǒng)的水冷散熱器需要的機(jī)械泵不同，劉靜團(tuán)隊(duì)研發(fā)的液態(tài)金屬CPU散熱器使用的是電磁泵驅(qū)動技術(shù)。這種技術(shù)看不見、摸不著，但能夠像磁鐵吸引鐵一樣，這一驅(qū)動力會駕馭液態(tài)金屬向一個(gè)方向前進(jìn)，金屬的流動就是這樣保證循環(huán)的。
如今，劉靜團(tuán)隊(duì)還在考慮研發(fā)給手機(jī)降溫的液態(tài)金屬散熱器。要知道，卡屏、死機(jī)、反應(yīng)慢這些電腦可能遇到的毛病通通都會出現(xiàn)在手機(jī)上，但小尺寸和散熱需求又提出了新的技術(shù)難點(diǎn)，需要一一攻克。
利用液態(tài)金屬散熱的思路，較早出現(xiàn)在丹麥的Danamics ApS公司。該公司曾推出“全球首款液態(tài)金屬CPU散熱器”。但這一產(chǎn)品并未得到市場的廣泛認(rèn)可。原因在于Danamics ApS研發(fā)的液態(tài)金屬材料主要成分是鈉鉀共晶合金，這種合金與水、空氣的反應(yīng)非常劇烈，即便少量的泄漏也可能導(dǎo)致爆炸。盡管Danamics ApS采用的技術(shù)能在很大程度上杜絕了這種局面產(chǎn)生，但最終沒有推廣開這項(xiàng)技術(shù)。
應(yīng)用：膠囊電路瞬間修復(fù)，3D打印也已涉足
除了散熱，液態(tài)金屬的優(yōu)異性能還非常廣泛。美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校就曾研發(fā)出一種“液態(tài)金屬膠囊電路”。做什么用？比如在星際旅行中，飛船一旦出現(xiàn)故障很難更換設(shè)備，一旦設(shè)備中的電路因破損或外力“罷工”，液態(tài)金屬膠囊電路就好比強(qiáng)心針一樣立竿見影。利用外力“砸開”一個(gè)裝載有修復(fù)材料的微型膠囊，讓釋放出的液態(tài)金屬填充在破損的設(shè)備“傷口”中，可以使電流重新恢復(fù)工作。