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A device running hard gets hot, and in one test led by Seong Kyun Kim's team at DGIST, its surface went from 72.3°C to 54.1°C once a flexible film was pressed onto it. No pump turned on, no water was poured, and no fan spun. The film did the work by drawing on the air around it.
Un dispositivo que trabaja al límite se calienta, y en una prueba dirigida por el equipo de Seong Kyun Kim en el DGIST, su superficie pasó de 72,3 °C a 54,1 °C una vez que se presionó sobre ella una lámina flexible. No se encendió ninguna bomba, no se vertió agua y ningún ventilador giró. La lámina hizo el trabajo aprovechando el aire que la rodea.
The need is pressing. The surge in AI has driven the construction of data centers, and securing the electricity and water their cooling requires has become a global challenge. Mobile phones and the batteries of electric vehicles (EV) face a related problem: they must shed heat from very confined spaces. The usual answer, active cooling, runs pumps or fans that consume electricity and coolant, and whose complex systems carry significant maintenance costs.
La necesidad es apremiante. El auge de la IA ha impulsado la construcción de centros de datos, y asegurar la electricidad y el agua que requiere su refrigeración se ha convertido en un desafío global. Los teléfonos móviles y las baterías de los vehículos eléctricos (EV) enfrentan un problema relacionado: deben disipar el calor en espacios muy reducidos. La solución habitual, la refrigeración activa, emplea bombas o ventiladores que consumen electricidad y refrigerante, y cuyos sistemas complejos implican costes de mantenimiento considerables.
Passive alternatives exist, notably materials that absorb moisture from the air and release it as it evaporates, carrying heat away. The problem was that most of these hygroscopic materials, meaning moisture-absorbing ones, are rigid crystalline solids. They do not adhere firmly to device surfaces, and they cause corrosion. The DGIST team combined nanocellulose, which stores a great deal of moisture, with organic ionic molecules that are strongly hygroscopic. The result stays flexible and sticky even when completely dry, and it keeps absorbing airborne moisture in dry environments. When the device heats up, that moisture evaporates and lowers the surface temperature in real time. The material adheres without gaps to metals, semiconductors and glass, and according to the team it does not corrode, so it can go directly onto a device without an extra coating.
Existen alternativas pasivas, en particular materiales que absorben la humedad del aire y la liberan al evaporarse, llevándose el calor. El problema es que la mayoría de estos materiales higroscópicos, es decir, que absorben humedad, son sólidos cristalinos rígidos. No se adhieren firmemente a las superficies de los dispositivos y provocan corrosión. El equipo del DGIST combinó nanocelulosa, que almacena gran cantidad de humedad, con moléculas iónicas orgánicas de fuerte carácter higroscópico. El resultado sigue siendo flexible y adhesivo incluso completamente seco, y continúa absorbiendo la humedad del aire en entornos secos. Cuando el dispositivo se calienta, esa humedad se evapora y reduce la temperatura superficial en tiempo real. El material se adhiere sin huecos a metales, semiconductores y vidrio y, según el equipo, no corroe, por lo que puede aplicarse directamente sobre un dispositivo sin un recubrimiento adicional.
"The significance of this study goes beyond merely developing an environmentally friendly material," said Kim. "It simultaneously addresses multiple limitations of conventional passive cooling materials, including corrosiveness and insufficient flexibility and adhesion." The reductions reported reached up to 18.2°C, and they held for more than 12 hours of continuous operation. For a data center or a phone, that would mean less heat to remove with electricity and water, if the effect carries over to real equipment. The sources do not give a commercial timeline, price, or device maker involved, and the figures come from the team's own tests, so the next step is outside validation in working hardware.
«La importancia de este estudio va más allá de desarrollar un material respetuoso con el medioambiente», afirmó Kim. «Aborda al mismo tiempo varias limitaciones de los materiales convencionales de refrigeración pasiva, como su carácter corrosivo y su flexibilidad y adhesión insuficientes». Las reducciones registradas alcanzaron hasta 18,2 °C y se mantuvieron durante más de 12 horas de funcionamiento continuo. Para un centro de datos o un teléfono, eso significaría menos calor que eliminar con electricidad y agua, siempre que el efecto se traslade a equipos reales. Las fuentes no ofrecen un calendario comercial, un precio ni el nombre de ningún fabricante implicado, y las cifras proceden de las pruebas del propio equipo, por lo que el siguiente paso es una validación externa en hardware en funcionamiento.