Nano-relâmpagos serão utilizados para resfriamento de processadores

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/03/2004

Resfriamento de processadores

Engenheiros da Universidade Purdue (Estados Unidos) estão desenvolvendo um novo tipo de tecnologia para o resfriamento dos chips de computadores que utiliza uma espécie de "nano-relâmpago" para criar minúsculas correntes de vento que substituem os atuais ventiladores e resfriadores a água.

À medida que a potência dos computadores aumenta, aumenta também o calor gerado pelos seus processadores. Os computadores mais novos já vêm com ventiladores dezenas de vezes mais poderosos do que os primeiros "coolers" que vinham colados aos chips.

Já existem também várias soluções baseadas na refrigeração a água, que utilizam o mesmo princípio dos radiadores de automóveis. Eles são mais eficientes do que os ventiladores, mas são grandes e há sempre o risco de vazamento e queima de todo o computador.

Relâmpagos sem faíscas

Os pesquisadores demonstraram que o conceito de "nano-relâmpago", que se baseia apenas na movimentação do ar, é promissor.

Apesar do nome, relâmpagos em escala nanométrica não chegam a emitir faíscas, mas são fortes o suficiente para fazer com o que o ar se mova. Mas nano-relâmpago é bem mais fácil de lembrar do que o nome oficial da tecnologia, que responde pomposamente por "fluxo de ar gerado ionicamente em micro-escala".

A nova tecnologia trabalha gerando íons - átomos carregados eletricamente - utilizando eletrodos dispostos muito próximos entre si sobre o chip do computador. Os eletrodos negativamente carregados, ou catodos, são feitos de nanotubos de carbono com pontas finíssimas, medindo apenas cinco nanômetros de diâmetro.

Nuvens em miniatura

Quando uma tensão é aplicada aos eletrodos, os nanotubos negativamente carregados descarregam elétrons rumo aos eletrodos carregados positivamente.

Os elétrons afetam o ar ao redor, fazendo com que as moléculas do ar sejam ionizadas da mesma forma que os elétrons da atmosfera ionizam o ar nas nuvens. Esta ionização do ar causa um desbalanceamento de cargas que eventualmente resulta em relâmpagos.

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"Para criar um relâmpago você necessita de dezenas de quilovolts, mas nós trabalhamos com 100 volts ou menos," explica o Dr. Suresh Garimella, coordenador do trabalho. "Em termos simples, nós estamos gerando uma espécie de relâmpago em nano-escala aqui."

Os pesquisadores conseguiram criar o efeito de ionização com baixa tensão porque as pontas dos nanotubos são extremamente finas e os eletrodos com cargas opostas estão distantes apenas cerca de 10 micra.

Nuvens iônicas

Futuros equipamentos de refrigeração baseados nesta tecnologia deverão ter uma região de geração de íons, onde os elétrons são liberados, e uma região de bombeamento, feita de outro conjunto de eletrodos necessários para criar o efeito de resfriamento.

Nuvens de íons criadas quando os elétrons reagem com o ar ao redor são atraídas pela segunda região de eletrodos e bombeadas para a frente alterando-se a voltagem nesses eletrodos. As voltagens são invertidas rapidamente entre um eletrodo e o seu vizinho mais próximo de tal forma que as nuvens de íons se movem para a frente e produzem o vento que resfria o chip.

A próxima versão do projeto irá substituir os nanotubos de carbono por um filme finíssimo de diamante, que é mais robusto e mais fácil de ser fabricado do que os nanotubos.