«Тепловые магистрали» могут охладить электронику

Американское химическое общество

Поскольку интеллектуальные электронные устройства становятся меньше и мощнее, они могут выделять много тепла, что приводит к замедлению времени обработки и внезапным отключениям. Теперь в компании ACS Applied Nano Materials исследователи используют метод электропрядения для производства новой нанокомпозитной пленки. В ходе испытаний пленка рассеивала тепло в четыре раза эффективнее, чем аналогичные материалы, показывая, что однажды ее можно будет использовать для охлаждения электроники.

Меньшая по размеру и более умная электроника произвела революцию во многих аспектах жизни, от связи до медицины. Но уменьшение размеров означает, что эти устройства концентрируют тепло на меньших участках, что может привести к снижению скорости вычислений и даже к неожиданному полному отключению устройств, чтобы предотвратить повреждение.

Чтобы рассеять это тепло, исследователи обращаются к нанокомпозитным материалам, содержащим гибкий полимер и теплопроводящий наполнитель. Простой способ создания нанокомпозитов — электропрядение, при котором раствор полимера и наполнителя выбрасывается из шприца через электрически заряженное сопло, образуя волокна, которые образуют тонкую пленку. Несмотря на свою простоту, электропрядение из одного раствора или одноосное электропрядение затрудняет контроль свойств материала. Итак, Цзиньхун Ю, Шароронг Лу и его коллеги использовали метод двух решений, называемый коаксиальным электроспиннингом, чтобы лучше контролировать конструкцию волокна и улучшить рассеивание тепла нового нанокомпозита.

Для получения нового нанокомпозита исследователи приготовили один раствор с выбранным ими полимером, поливиниловым спиртом, и отдельный раствор с теплопроводящим наполнителем, наноалмазным материалом. Надев шприц с каждым раствором на насадку, объединяющую их, исследователи получили волокна с сердцевиной из поливинилового спирта и наноалмазным покрытием, а не со случайным распределением двух компонентов. Исследователи говорят, что волокна с покрытием действуют как «магистраль», направляя тепло, например, движение транспорта, вдоль и поперек волокон по всей пленке. В ходе испытаний новые материалы рассеивали тепло лучше, чем материалы, изготовленные с использованием традиционного сопла, и имели в четыре раза большую теплопроводность, чем ранее сообщавшиеся нанокомпозиты. Исследователи говорят, что однажды эти пленки можно будет использовать, чтобы заставить крохотную электронику работать усердно, сохраняя при этом прохладу.

Авторы признают финансирование со стороны Ключевой лаборатории новых технологий обработки цветных металлов и материалов и Ключевой лаборатории оптических и электронных материалов и устройств Министерства образования Гуанси.

Американское химическое общество (ACS) — некоммерческая организация, учрежденная Конгрессом США. Миссия ACS состоит в том, чтобы продвигать более широкое химическое предприятие и его специалистов на благо Земли и всех ее жителей. Общество является мировым лидером в продвижении передового опыта в области естественнонаучного образования и обеспечении доступа к информации и исследованиям в области химии посредством многочисленных исследовательских решений, рецензируемых журналов, научных конференций, электронных книг и еженедельного новостного периодического журнала «Новости химии и техники». Журналы ACS являются одними из самых цитируемых, пользующихся наибольшим доверием и наиболее читаемых в научной литературе; однако сама ACS не проводит химические исследования. Являясь лидером в области научных информационных решений, ее подразделение CAS сотрудничает с мировыми новаторами, чтобы ускорить прорывы путем сбора, объединения и анализа мировых научных знаний. Главные офисы ACS находятся в Вашингтоне, округ Колумбия, и Колумбусе, штат Огайо.

Чтобы автоматически получать пресс-релизы от Американского химического общества, напишите по адресу [email protected].

Следуйте за нами: Твиттер | Фейсбук | LinkedIn | Инстаграм

Прикладные наноматериалы ACS

10.1021/acsanm.3c00591

«Повышенная теплопроводность наноалмазных нанолистов/композитных пленок из полимерных нановолокон путем одноосного и коаксиального электроформования: значение для терморегулирования наноустройств»

17 мая 2023 г.

Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность пресс-релизов, публикуемых на EurekAlert! содействующими учреждениями или за использование любой информации через систему EurekAlert.