Le “autostrade del calore” potrebbero mantenere l’elettronica al fresco

Società chimica americana

Man mano che i dispositivi elettronici intelligenti diventano più piccoli e più potenti, possono generare molto calore, con conseguenti tempi di elaborazione più lenti e spegnimenti improvvisi. Ora, in ACS Applied Nano Materials, i ricercatori utilizzano un approccio di elettrofilatura per produrre un nuovo film nanocomposito. Nei test, la pellicola ha dissipato il calore quattro volte più efficientemente rispetto a materiali simili, dimostrando che un giorno potrebbe essere utilizzata per mantenere freddi i componenti elettronici.

L’elettronica più piccola e intelligente ha rivoluzionato molti aspetti della vita, dalla comunicazione alla medicina. Ma la riduzione delle dimensioni fa sì che questi dispositivi concentrino il calore in aree più piccole, il che può causare un rallentamento della velocità di elaborazione e persino forzare lo spegnimento completo dei dispositivi in ​​modo imprevisto per evitare danni.

Per dissipare questo calore, i ricercatori si stanno rivolgendo a materiali nanocompositi che contengono un polimero flessibile e un riempitivo termicamente conduttivo. Un modo semplice per realizzare nanocompositi è l’elettrofilatura, in cui una soluzione di polimero e riempitivo viene espulsa da una siringa attraverso un ugello caricato elettricamente, formando fibre che si accumulano in una pellicola sottile. Sebbene sia semplice, l'elettrofilatura da un'unica soluzione, o elettrofilatura uniassiale, rende difficile il controllo delle proprietà del materiale. Quindi, Jinhong Yu, Sharorong Lu e colleghi hanno utilizzato una tecnica a due soluzioni, chiamata elettrofilatura coassiale, per controllare meglio il design della fibra e migliorare la dissipazione del calore di un nuovo nanocomposito.

I ricercatori hanno realizzato una soluzione con il polimero selezionato, l’alcol polivinilico, e una soluzione separata con il riempitivo termicamente conduttivo, un materiale nanodiamante, per produrre il nuovo nanocomposito. Montando una siringa di ciascuna soluzione su un ugello che combinava i due, i ricercatori hanno realizzato fibre con un nucleo di alcol polivinilico e rivestimento di nanodiamanti, anziché con una distribuzione casuale dei due componenti. I ricercatori affermano che le fibre rivestite agiscono come una "autostrada" per dirigere il calore, come il traffico, lungo e attraverso le fibre attraverso la pellicola. Nei test, i nuovi materiali dissipavano il calore meglio di quelli realizzati con l’ugello tradizionale ed erano quattro volte più conduttivi dal punto di vista termico rispetto ai nanocompositi precedentemente riportati. I ricercatori affermano che queste pellicole potrebbero un giorno essere utilizzate per far sì che i piccoli dispositivi elettronici lavorino intensamente rimanendo al fresco.

Gli autori riconoscono il finanziamento del Laboratorio chiave di nuova tecnologia di lavorazione per metalli e materiali non ferrosi e del Laboratorio chiave del Ministero dell'Istruzione/Guangxi di materiali e dispositivi ottici ed elettronici.

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Nanomateriali applicati ACS

10.1021/acsanm.3c00591

"Conduttività termica migliorata di nanofogli di nanodiamanti/film compositi di nanofibra polimerica mediante elettrospinning uniassiale e coassiale: implicazioni per la gestione termica dei nanodispositivi"

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