性能更好、功能更多、产生热量也更大的未来电脑芯片（CPU）将如何散热？兼备液体降温和气体降温双重优势的“纳米闪电”气流降温装置即将闪亮登场，取代既笨拙又占地儿的现行散热风扇。它利用电极电离芯片周围的气体，自产源源不断的小股冷风，带走芯片产生的热量，很有可能成为CPU降温领域的主流技术。
    装过电脑的人都知道，在目前的个人电脑上，芯片（CPU）通常要通过硅胶连接一个巨大的散热片，在鱼鳍状的散热片上还要安装一个同样巨大的风扇来吹走热空气，为芯片降温。
    未来的电脑芯片将更为复杂，使用的电路也更多，这将使其运行过程中产生更多的热量，而目前使用的大风扇很有可能难以适应未来的需要，这就需要一个创新的降温方法。科学家们为此想了多种办法，其一是使用循环流动的液体来带走芯片上的热量。尽管使用液体冷却电路的想法不错，但它也面临很多难以解决的技术问题，整个电脑的架构也需要为此做出不小的改动。因此，人们更愿意沿用空气降温的方法，不过需要的是一种新型的空气冷却技术。
    最近，美国普度大学的机械工程师就在开发一套可用于计算机芯片降温的新技术。可以说，这种被称为“纳米闪电”（nano-lightning）的技术兼顾了液体降温和气体降温的双重优势。使用气体进行降温却能达到液体降温的效果———每平方厘米40瓦。
    新技术的原理是，在芯片上安装着非常靠近的电极，当给电极两端加上电压时，阴极就释放出电子向阳极移动，类似于大气中的电离云团，电荷不均匀最终引发了类似闪电的现象，不过并没有可见的火花，电子与周围的空气发生反应，使气体被电离，产生阳离子。气体分子被电离时可以产生一种微小的气流，就像电压超过1万伏特时电极间可以产生电晕风（coronawind）现象一样，利用这种气流便可以给CPU有效降温。
    普度大学的研究受到了美国国家科学基金、半导体研究公司和普度研究基金的共同支持。研究人员正在为这种气流降温装置申请专利。研究小组成员斯彻利兹和辛格哈尔还成立了Thorrn微技术股份有限公司来促使这一技术早日商业化。
    据介绍，试验中在不到100伏特的电压下电极间就产生了闪电。研究人员解释说，之所以可以在小电压的条件下获得电离效果，是因为产生的是纳米尺度的微小闪电，作为阴极的碳纳米管的末端非常细，只有5纳米宽，并且它与相对的电极间距离也仅有10微米，是人类头发直径的1/10。
    按此原理设计的冷却装置将由两部分组成，“离子产生区”负责释放电子，阳极所在的“抽运区”负责降温，从而达到理想的冷却效果。
    在“离子产生区”，当电极加压后，电子开始向阳极移动，撞击空气分子产生阳离子，这种带正电的电离云受到相邻电极的吸引开始被“抽运”，依次快速改变阳极上的电压，电离云也会快速通过“抽运区”，随着离子的移动，它们不断与中性分子发生碰撞，从而产生气流为芯片降温。只要保持电极电压按一定频率变换就可以得到持续的冷风。
    为验证这一理论，普度大学的研究人员进行了试验。结果发现，欲达到抽运效果，要使用许多列阳极序列，每一列包括三个电极。第一个电极电压最高，第二其次，第三个则是负极。依次变换相邻电极上的电压就可以使电荷往前移动，从而引导电离云向前移动。
    目前这一技术还停留在试验阶段，需要做进一步研究来不断完善并造出原型机。同时，科学家还想用一层钻石薄膜来代替碳纳米管，那样将更坚固也更容易制作，效果却与用碳纳米管相同。
    由于传统的风扇占用空间很大并且比较费电，目前笔记本电脑大多仅使用散热片和散热管来散热。而使用这种新的冷却技术，无需使用风扇，芯片表面就能产生气流来降温，这正是这一技术的价值所在。它将增强笔记本的散热能力，这样一来，笔记本电脑就可以使用发热量更大、性能也更好的芯片了。如果该技术得到完善，很有可能将成为CPU降温领域的主流技术，它有低噪音、低成本、稳定可靠的优势。普度冷却技术研究中心主任加利梅拉认为，这种冷却装置体积很小，可以整合到大小为1平方厘米的芯片上，将来也许还可以使用多个同样的装置来共同为芯片降温。
    不过，尽管理论上很出色，科学家目前首先需要明确的还是到底这种技术降温能力如何，预计定量的检测结果将在今年夏天给出。