पेकिंग विश्वविद्यालय के अध्ययन में डाइइलेक्ट्रिक द्रव से चिप कूलिंग 1,570 वॉट प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक पहुंची

पेकिंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एम्बेडेड चिप कूलिंग (embedded cooling) का एक डिज़ाइन प्रस्तुत किया है, जिसमें डाइइलेक्ट्रिक शीतलक, यानी ऐसा द्रव जो बिजली का संचालन नहीं करता, इस्तेमाल होता है और जो 1,570 वॉट प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक के क्रिटिकल हीट फ्लक्स (critical heat flux) तक पहुंचता है। यह पीयर-रिव्यूड (सहकर्मी-समीक्षित) शोधपत्र 7 अक्टूबर 2026 को Nature Electronics में प्रकाशित हुआ। शीतलक HFE-7100 है, और यह वाष्प में बदलकर ऊष्मा को दूर ले जाता है; इस विधि को दो-चरणीय शीतलन (two-phase cooling) कहा जाता है।

लेखक एक जानी-पहचानी समस्या से शुरुआत करते हैं: चिप लगातार छोटे और अधिक शक्तिशाली होते जा रहे हैं, इसलिए उनसे ऊष्मा बाहर निकालना और भी अहम होता जा रहा है। एम्बेडेड कूलिंग में माइक्रोफ्लूइडिक चैनल सीधे चिप के सब्सट्रेट में उकेरे जाते हैं, जिससे द्रव सबसे गर्म हिस्सों के करीब पहुंच जाता है। शोधपत्र के अनुसार, जब शीतलक पानी हो तो यह तरीका 3,000 W प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक के हीट फ्लक्स को संभाल सकता है। पानी ऊष्मा को अच्छी तरह सोखता और संचालित करता है, लेकिन यह बिजली का भी संचालन करता है, इसलिए डिज़ाइनरों को शॉर्ट सर्किट से बचने के लिए सावधानी बरतनी पड़ती है।

डाइइलेक्ट्रिक शीतलक यह विद्युत जोखिम खत्म कर देते हैं, लेकिन लेखक लिखते हैं कि इनका उपयोग करने वाली पहले की तकनीकें अक्सर 1,000 W प्रति वर्ग सेंटीमीटर से नीचे ही सीमित रही हैं, तब भी जब द्रव को पहले से ठंडा और दबावयुक्त किया गया था। सार (abstract) के अनुसार, उनका डिज़ाइन 1,570 W प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक पहुंचता है।

यह बढ़त उस संरचना से आती है जिसे टीम हॉरिज़ॉन्टल-अप मैनिफोल्ड (horizontal-up manifold) कहती है। द्रव क्षैतिज इनलेट से प्रवेश करता है, जिससे ताज़ा शीतलक को गर्म सतह तक वापस बहने में मदद मिलती है, और वाष्प ऊर्ध्वाधर आउटलेट से निकलती है, ताकि वह तेज़ी से हट सके। उपकरण माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (MEMS) तकनीक से बनाया गया है, और लेखकों का कहना है कि इसका अर्थ है कि इसे मानक सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं में शामिल किया जा सकता है और भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बड़े पैमाने पर विस्तारित किया जा सकता है। शोधपत्र में सूचीबद्ध आकृतियां इस डिज़ाइन की तुलना SPMC नामक एक संरचना और अन्य प्रतिनिधि दो-चरणीय शीतलन तकनीकों से करती हैं, और परिचालन स्थिरता को भी कवर करती हैं। पूरा लेख पेवॉल के पीछे है; यह रिपोर्ट सार और लेख पृष्ठ के सार्वजनिक रूप से दिखने वाले हिस्सों पर आधारित है।

वेई शियाओ और झिहू वू ने इस कार्य में समान योगदान दिया। बाई सोंग ने शोध की परिकल्पना की और वे संबंधित लेखक (corresponding author) हैं; उन्होंने वेई वांग के साथ मिलकर इसका पर्यवेक्षण किया। लेखक पेकिंग विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ मैकेनिक्स एंड इंजीनियरिंग साइंस, स्कूल ऑफ इंटीग्रेटेड सर्किट्स और नेशनल की लेबोरेटरी ऑफ एडवांस्ड माइक्रो एंड नैनो मैन्युफैक्चर टेक्नोलॉजी के अंतर्गत सूचीबद्ध हैं। वित्तपोषण के स्रोतों में चीन का राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, चीन का राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम और बीजिंग प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन शामिल हैं, और लेखकों ने किसी प्रतिस्पर्धी हित की घोषणा नहीं की है। शोधपत्र 8 अक्टूबर 2025 को प्राप्त हुआ और 11 सितंबर 2026 को स्वीकार किया गया। इसकी संदर्भ सूची में इन्हीं में से कई शोधकर्ताओं का 2025 का एक Nature Electronics शोधपत्र शामिल है, जो जेट-संवर्धित मैनिफोल्ड माइक्रोचैनलों पर है, जिन्हें 3,000 W प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक के हीट फ्लक्स के लिए आंका गया है।