Khi thế giới đang phát triển trí tuệ nhân tạo và điện toán đám mây, các trung tâm dữ liệu sử dụng điện ngày càng nhiều và lượng nhiệt mà chúng tạo ra cũng lớn. Hiện nay, gần 40% tổng lượng điện năng sử dụng của một trung tâm dữ liệu là dùng cho việc làm mát.

Nhưng các kỹ sư tại Đại học California San Diego (UC San Diego) đưa ra phương pháp làm mát mới có thể thay đổi điều đó. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Joule ngày 13/6/2025, mô tả cách thức hoạt động của hệ thống làm mát này.

Đột phá này liên quan đến loại màng sợi đặc biệt, làm mát các thiết bị điện tử bằng phương pháp bay hơi, không cần quạt, máy bơm hoặc tốn thêm điện. Màng nằm trên các kênh nhỏ dẫn chất lỏng làm mát bên dưới. Nó hoạt động như miếng bọt biển, hút chất lỏng lên nơi cần nhất.

Màng sợi được phủ kín bằng mạng lưới các lỗ nhỏ, liên kết với nhau. Các lỗ này kéo chất lỏng làm mát qua bề mặt bằng lực mao dẫn, giống như lực giúp cây hút nước lên rễ. Khi chất lỏng bay hơi khỏi bề mặt màng, nó sẽ lấy nhiệt từ các thiết bị điện tử bên dưới.

Phương pháp mới này có thể giúp các trung tâm dữ liệu cắt giảm mức sử dụng điện và lãng phí nước khi xử lý lượng nhiệt tăng lên từ các máy tính mạnh mẽ. Hệ thống này không cần động cơ hoặc điện để di chuyển chất lỏng, tiết kiệm điện hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống.

Làm mát bằng bay hơi không phải là công nghệ mới, nó đã sử dụng trong các thiết bị như ống dẫn nhiệt máy tính xách tay và máy điều hòa không khí. Nhưng việc sử dụng nó cho các thiết bị điện tử công suất cao như trong các trung tâm dữ liệu lại rất khó khăn.

Các nỗ lực trước đây với vật liệu xốp đã thất bại vì lỗ xốp quá nhỏ và bị tắc nghẽn, hoặc quá lớn và gây ra hiện tượng sôi. Nhóm nghiên cứu UC San Diego khắc phục điều này bằng cách thiết kế màng có kích thước lỗ rỗng vừa phải, cho phép bay hơi nhanh mà không gặp bất kỳ vấn đề nào.

Khi thử nghiệm, màng cho thấy kết quả đặc biệt. Nó xử lý hơn 800 watt nhiệt trên 1 cm2, một trong những công suất cao nhất từng được ghi nhận với loại công nghệ làm mát này và duy trì ổn định nhiều giờ trong quá trình hoạt động. Các màng sợi ban đầu được thiết kế để lọc, nhưng nhóm nghiên cứu nhận thấy, cấu trúc của chúng cũng lý tưởng để làm mát.

Các nhà nghiên cứu hiện đang tinh chỉnh công nghệ và chuẩn bị thử nghiệm nó trong các thiết bị như tấm lạnh, sử dụng để làm mát các thành phần như CPU ​​và GPU. Nghiên cứu này mang lại hy vọng về phương pháp làm mát tiết kiệm năng lượng hơn trong ngành điện toán.