与微流体共同设计电子设备，实现更可持续的冷却

热管理是电子产品未来的主要挑战之一。随着数据生成和通信速率的不断提高，以及不断努力减少工业转换器系统的尺寸和成本，电子产品的功率密度已经提高。因此，具有巨大能量和水消耗的冷却对环境的影响越来越大，需要新技术以更可持续的方式提取热量，即需要更少的水和能源。将液体冷却直接嵌入芯片内部是一种更有前途的方法，可实现更高效的热管理。但是，即使采用最先进的方法，电子设备和冷却系统也要分开处理，从而无法充分发挥嵌入式冷却系统的全部节能潜力。在这里，我们表明，通过在同一半导体衬底内共同设计微流体和电子器件，我们可以生产出单片集成的歧管微通道冷却结构，其效率超出了目前的效率。我们的结果表明，仅使用每平方厘米0.57瓦的泵送功率就可以提取超过1.7千瓦/平方厘米的热通量。我们发现，单相水冷式热通量超过每平方厘米1千瓦时，性能系数达到了前所未有的水平（超过10,000），相较于直的微通道，它增加了50倍，平均Nusselt数也很高，为16。提议的冷却技术应能使电子设备进一步小型化，从而有可能扩展摩尔定律并大大降低电子设备冷却过程中的能耗。此外，通过消除对大型外部散热器的需求，这种方法应该能够实现集成在单个芯片上的非常紧凑的功率转换器。