Un sistem de răcire fără motor ar putea folosi chiar căldura procesoarelor pentru a le răci. Tehnologia promite să schimbe centrele de date

Căldura produsă de procesoare este, în mod normal, o problemă care trebuie eliminată cât mai repede. O echipă de cercetători din Germania și Japonia propune însă o abordare aproape contraintuitivă: folosirea energiei termice pentru a genera chiar procesul de răcire. Oamenii de știință de la Karlsruhe Institute of Technology și University of Tsukuba au prezentat un sistem de răcire în stare solidă care nu are nevoie de un motor electric convențional pentru a pune în mișcare mecanismul frigorific. Cercetarea a fost publicată pe 28 august 2026 în revista Nature Energy.

Tehnologia este deosebit de interesantă pentru centrele de date și infrastructura dedicată inteligenței artificiale, unde consumul de energie necesar pentru răcirea serverelor devine o problemă tot mai importantă. Boom-ul AI a dus la instalarea unor acceleratoare din ce în ce mai puternice, care generează cantități uriașe de căldură, iar companiile caută metode mai eficiente pentru a menține sistemele în limitele normale de temperatură.

Cum poate căldura să producă răcire fără un motor

Sistemul dezvoltat de cercetători folosește două filme metalice extrem de subțiri realizate din aliaje cu memorie de formă. Primul, cu o grosime de numai 22 de micrometri, este fabricat dintr-un aliaj de titan și nichel, TiNi, și funcționează ca actuator. Atunci când este încălzit, materialul încearcă să revină la forma sa inițială și se contractă, transformând energia termică în mișcare mecanică.

Această mișcare este transmisă către al doilea film, cu o grosime de 26,5 micrometri, realizat dintr-un aliaj de titan, nichel și fier, TiNiFe. Acesta reprezintă practic agentul frigorific solid al dispozitivului. Filmul este întins și apoi eliberat, iar schimbarea reversibilă a structurii sale cristaline generează așa-numitul efect elastocaloric.

Vezi și:

Pensia anticipată pentru femei în 2026. Ce acte trebuie depuse și când sunt necesare certificatele de naștere ale copiilor

Pe scurt, materialul se încălzește atunci când este întins și se răcește atunci când tensiunea mecanică este eliminată. În loc ca întinderea și relaxarea să fie realizate de un motor, un sistem hidraulic sau un actuator electromecanic, cercetătorii folosesc primul aliaj cu memorie de formă. Astfel, un material reacționează la căldură și îl pune în mișcare pe celălalt, care produce efectul de răcire.

Ideea elimină una dintre problemele sistemelor elastocalorice experimentale actuale: mecanismele electrice relativ voluminoase necesare pentru aplicarea repetată a forței. Cercetarea arată astfel că energia termică poate fi transformată în lucru mecanic, iar acesta poate fi utilizat ulterior pentru răcire.

Primele teste arată rezultate promițătoare

În laborator, atunci când actuatorul TiNi a fost încălzit electric la aproximativ 86 de grade Celsius, cercetătorii au măsurat o diferență de temperatură de până la 12,9 K la nivelul materialului frigorific și de 4 K la nivelul întregului dispozitiv.

Vezi și:

Agenții AI ai OpenAI au accesat site-uri ale guvernului american, iar compania verifică ce au făcut modelele sale

Generația Z mizează pe AI pentru salarii mai mari și șanse mai bune la angajare. Ce șanse au tinerii din România să profite de această schimbare

Experimentul mult mai interesant a fost însă realizat folosind o sursă externă de căldură cu temperatura de 130 de grade Celsius. Chiar și în această configurație, dispozitivul a reușit să mențină o diferență de temperatură de 2,2 K. Puterea specifică de răcire a ajuns la aproximativ 3,3 W/g în configurația alimentată de sursa externă de căldură.

Această demonstrație este importantă deoarece arată că sistemul nu trebuie neapărat să consume electricitate pentru a produce mișcarea necesară răcirii. În teorie, energia termică ar putea proveni din căldura reziduală produsă deja de alte echipamente.

Un asemenea principiu ar putea deveni atractiv pentru centrele de date, unde serverele generează permanent energie termică ce trebuie îndepărtată. Industria caută deja numeroase metode pentru a reduce costul [răcirii serverelor], inclusiv soluții bazate pe lichide, materiale speciale și proiectarea unor sisteme capabile să transfere mai eficient căldura produsă de acceleratoarele AI.

De la experiment la răcirea procesoarelor este însă o distanță uriașă

Ideea de a transforma căldura unui procesor în energie care contribuie ulterior la răcirea acestuia sună aproape ca un sistem care se alimentează singur, dar tehnologia este încă departe de un asemenea scenariu comercial. Prototipul cercetătorilor reprezintă în primul rând o demonstrație că principiul poate funcționa.

Puterea absolută de răcire a sistemului experimental este încă extrem de mică. În anumite condiții, prototipul a produs doar aproximativ 2,09 miliwați de putere frigorifică la diferență de temperatură zero, mult sub necesarul unui procesor modern și incomparabil cu energia termică generată de acceleratoarele dedicate inteligenței artificiale.

Un singur accelerator AI performant poate consuma sute sau chiar peste o mie de wați, iar centrele de date folosesc mii de asemenea componente. Tocmai de aceea, consumul energetic al infrastructurii AI și energia necesară sistemelor auxiliare au devenit probleme majore pentru companiile din domeniu.

Cercetătorii recunosc și alte limite ale prototipului, printre care viteza relativ redusă de acționare, capacitatea limitată a materialului de a fi deformat rapid și geometria actuală a schimbătoarelor de căldură. De asemenea, pentru funcționarea continuă este necesar un sistem care să alterneze încălzirea și răcirea actuatorului.

Ce urmează pentru tehnologia care transformă căldura în frig

Următorul pas este creșterea semnificativă a capacității dispozitivului. Cercetătorii vor să conecteze mai multe filme metalice în paralel, să mărească volumul materialului activ și să îmbunătățească transferul termic. O altă provocare este creșterea frecvenței ciclurilor fără reducerea duratei de viață a aliajelor.

Primele teste de rezistență sunt însă încurajatoare. Filmul TiNiFe utilizat drept agent frigorific a depășit 2.000 de cicluri fără defecte mecanice sau degradări funcționale observabile, deși cercetătorii subliniază că proiectul actual urmărește demonstrarea principiului și nu optimizarea durabilității pe termen lung. Alte tipuri de aliaje similare au demonstrat anterior rezistență la milioane de cicluri.

Dacă tehnologia va putea fi extinsă suficient, una dintre cele mai interesante utilizări ar putea fi recuperarea căldurii care în prezent este pur și simplu evacuată din centrele de date. În loc să reprezinte exclusiv un deșeu energetic, o parte din această căldură ar putea contribui la alimentarea procesului de răcire.

Nu este prima idee neobișnuită propusă pentru rezolvarea problemei. Companiile din tehnologie analizează inclusiv [centre de date amplasate în spațiu], unde energia solară ar putea fi disponibilă aproape permanent, iar gestionarea temperaturii ar putea fi abordată diferit față de infrastructura construită pe Pământ. centre de date amplasate în spațiu

Pentru moment, sistemul creat de cercetătorii de la KIT și University of Tsukuba rămâne un protoip de laborator. Principiul demonstrat este însă important: căldura poate fi folosită pentru a produce mișcarea necesară unui sistem frigorific solid, fără motorul electric care ar fi necesar în mod normal. Dacă tehnologia va putea fi scalată de la câțiva miliwați la niveluri relevante pentru electronica modernă, căldura unui procesor ar putea deveni, paradoxal, o parte din soluția necesară pentru a-l menține rece.

De ce unele cabluri USB-C nu funcționează cu PC-ul tău, deși se potrivesc perfect în port