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高中生发明

让笔记本吹上“空调”

来源:北京晚报 2015-6-17 牛伟坤

  笔记本电脑越做越薄,游戏画面越来越高质,随之而来的问题是,稍玩会儿游戏,电脑就变成了“暖手宝”。市面上笔记本的散热垫倒是不少见,不过呼呼的风扇一吹,噪音不小,散热效果却是有限。来自清华大学附属中学的高二学生刘孟桢,开动脑筋,研发出“带制冷功能的笔记本散热垫”,让笔记本电脑从“吹风扇”变成“吹空调”。

游戏玩家爱动手

  刘孟桢手上的电脑是几年前的老版本,其配置与专门玩游戏的电脑相比要差不少。而他本人又是个赛车游戏爱好者,没事儿的时候就在“赛场”上转悠几圈过过瘾。一玩游戏,电脑的散热压力变大;内部温度一升高,电脑出于自我保护,就会启动高温保护模式,其运转效能便也随之降低。因此,常常在玩到关键的时候,游戏画面就会卡住,“画面一卡住,赛车就撞墙,都不记得因为这个死了多少次了。”

  最开始,刘孟桢觉得,或许清理一下灰尘,电脑工作起来会轻盈很多。拆东西对他来说可不算是件难事儿,从初中起,电脑、加湿器、风扇……只要是家里的囫囵电器,都没少被他摆弄过。而一番大扫除之后,散热的问题并未得到多大改善。

  散热垫也不是没用过。不过,刘孟桢发现,所谓的散热垫,无非是一个外壳配上一个或多个风扇,由USB供电,向笔记本电脑的底部送风。而问题是,这类散热产品往往都是兼容产品,并不专门针对笔记本的热源,并且散热效果也并不理想。

  既然吹风扇不够凉快,何不让电脑吹吹“空调”呢?这时,刘孟桢想起了自己曾经看到的一种“半导体制冷片”材料:体积小,制冷效果好,规格、种类丰富、兼容性高……种种性能都充分满足了其成为一个好“空调”的条件。

9平方厘米方块显神威

  四个中空立方体支撑起笔记本的同时,还能将其脚垫架空;半导体制冷片与散热器整合为一体,充当“空调”——从刘孟桢制作的第二代样品来看,这“带制冷功能的笔记本散热垫”其实已不是一个“垫”,而是被独立成了两大模块:支撑模块和制冷模块。

  刘孟桢解释说,之所以将制冷模块独立出来,是为了能随意调整“空调”的位置,来配合不同笔记本电脑热源位置,实现对不同型号电脑的兼容。此外,更小的体积,更加方便了随身携带。

  记者注意到,刘孟桢的设计中,充当“空调”的半导体制冷片的表面面积约有9平方厘米,这么小的面积是否真的有那么神奇呢?刘孟桢解释说,半导体制冷片的奥秘在于,当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时,电偶的两端便可分别吸收热量和放出热量,从而可以实现制冷的目的。将笔记本放置到散热垫上,使其底部紧贴制冷片的冷面,制冷片所产生的冷量就可以通过笔记本外壳传导至笔记本内部;而制冷片本身产生的热量,则迅速经由热管散热器散出。

  刘孟桢做过测试,测试中他使用软件让中央处理器(CPU)进行一定时间的高负荷运转。结果显示,未使用“空调”时,CPU的平均温度高达94.9℃;使用“空调”后,温度下降3℃多。您可别小看了这小小的3℃,刘孟桢说,这降下的3℃,足以使电脑解除高温预警,提升运转效率。

创客空间提供技术支撑

  听上去似乎只是简单的模块组装,而其实,两个模块中的科技含量真不少。拿支撑模块的四个立方体和制冷模块的底座来说,就都用到了3D打印技术,从而大大节约了加工时间,降低了加工成本。而在之前版本的样品中充当支撑垫的亚克力板,也因为使用激光切割机使得尺寸更为精准。刘孟桢说,无论是3D打印还是激光切割机,都是来自于学校创客空间的支持。正是因为有了这样的场地和工具支撑,他脑中的奇思妙想才得以实现。

  现在的刘孟桢在玩游戏时,已经不用再为出现画面卡壳而担心。不过,对于目前版本的产品,他觉得依然有改进空间。比如,如何改进支撑模块的防滑性能,如何将支撑模块和制冷模块进一步整合,实现便捷性与整体性更好的统一等,对于这些问题,这个高中的小伙子还在继续探索着。

 

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2015-06-18 15:05:14]
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