哺乳动物通过出汗来调节体温，而中国上海交通大学的研究人员正在探索我们的手机是否也能做到这一点。在一项1月22日发表在《焦耳》杂志上的研究中，作者们提出了一种用于电子产品的涂层，该涂层通过释放水蒸气来散发运行设备的热量——这是一种新的热管理方法，可以防止电子产品过热，并使其比现有策略保持更凉爽。
上海交通大学研究制冷工程的资深作者王如竹表示，微电子的发展对高效的热管理技术提出了巨大需求，因为所有组件都紧密包装，芯片会变得非常热。例如，如果没有有效的冷却系统，我们的手机在长时间运行或加载大型应用程序时可能会系统崩溃，甚至烫伤我们的手。
较大的设备如计算机使用风扇来调节温度。然而，风扇体积大、噪音大且耗能，因此不适合像手机这样的小型设备。制造商一直在使用相变材料（PCMs），如蜡和脂肪酸，用于手机的冷却。这些材料在融化时可以吸收设备产生的热量。然而，固体-液体转变过程中交换的总能量相对较低。
相比之下，水的液-气转变可以交换比PCM固体-液体转变多10倍的能量。受哺乳动物出汗机制的启发，王如竹及其团队研究了一组可以从空气中吸收水分并在加热时释放水蒸气的多孔材料。其中，金属有机框架（MOFs）是最有前途的，因为它们可以储存大量水，从而在加热时带走更多的热量。
王如竹说，以前的研究人员曾尝试使用MOFs从沙漠空气中提取水，但MOFs仍然非常昂贵，因此大规模应用并不实际。我们的研究表明，电子冷却是MOFs的一个很好的实际应用。我们在实验中使用了不到0.3克的材料，它产生的冷却效果显著。
该团队选择了一种名为MIL-101(Cr)的MOFs进行实验，因为它具有良好的吸水能力和对温度变化的高敏感性。他们在三块16平方厘米的铝片上涂上了不同厚度的MIL-101(Cr)——分别为198、313和516微米，并将它们放在热板上加热。
团队发现，MIL-101Cr涂层能够延迟铝片的温度上升，并且随着涂层厚度的增加，效果增强。未涂层的铝片在5.2分钟后达到60°C，而最薄的涂层将时间延长了一倍，直到11.7分钟才达到相同温度。涂层最厚的铝片在加热19.35分钟后达到60°C。
王如竹表示，除了有效的冷却，一旦移除热源，MIL-101(Cr)可以迅速通过再次吸收水分来恢复，就像哺乳动物重新补水并准备再次出汗一样。因此，这种方法非常适合那些不是一直运行的设备，如手机、充电电池和有时会过载的电信基站。
为了研究MIL-101(Cr)对实际设备的冷却效果，王如竹及其团队在一台微计算设备上测试了涂层散热器。与未涂层的散热器相比，涂层的散热器在设备以重负载运行15分钟后，芯片温度降低了最多7°C。
展望未来，该团队计划提高材料的热导率。第一作者王晨曦表示，一旦所有的水都蒸发，干燥的涂层将成为影响设备散热的一种阻力。他说，将石墨烯等热导电添加剂纳入材料中可能有助于解决这个问题。
在制造商能够将这种冷却系统安装到我们的手机上之前，成本是一个主要问题，王如竹说。通过为MOFs找到一个实际应用，我们希望增加市场对它们的需求，并鼓励更多关于MOFs的研究，以降低成本。