Версия для слабовидящих
Новый полимер поможет охладить электронику Печать Email
Новости науки
03.04.2014
Вы будете правы, если напомните нам, что полимеры недурно выполняют функции теплоизоляторов, поскольку их неупорядоченная внутренняя структура плохо переносит фононы, гася такие переносящие тепло колебания в своей толще. Часто это хорошо: те же полиуретан с пенополистиролом служат надёжными теплоизоляторами даже в Антарктике с Арктикой.

Однако в ряде случаев тепло, наоборот, нужно как можно скорее отвести от той или иной точки — к примеру, от процессора или мощной светодиодной лампы.

«Обычно полимеры не рассматривают с этой точки зрения, так как они разлагаются при высоких температурах. Но использованный нами композитный полимер на базе политиофена уже применяется при производстве солнечных батарей и электронных устройств. Мы извлекли выгоду из того, что это соединение устойчиво к теплу из-за более сильных связей между его молекулами», — поясняет Баратунде Кола (Baratunde Cola) из Технологического института Джорджии (США), который возглавлял группу материаловедов.

Баратунде Кола (слева) и аспирант Том Богер (Tom Bougher) проверяют новый материал на теплопроводность. (Фото Candler Hobbs.)


Чтобы добиться такого эффекта, учёные создавали из политиофена нанотрубки, выравнивая материал при помощи сборки его из мономеров на «заготовке» из пористого глинозёма, на которую подавали ток. В итоге диаметр нанотрубок укладывался в 18–300 нм (в зависимости от диаметра пор, заранее заданного исследователями).

После удаления заготовки полученный полимер можно легко прикрепить к нужной поверхности: даже смоченный водой, он прочно прилипает к плоским объектам из-за капиллярных эффектов и ван-дер-ваальсовых сил. За счёт того, что материал пронизан нанотрубками, до 40% его полимерных цепей «глядят» в одном направлении. Благодаря такой нетипичной ориентации он проводит фононы на уровне, превосходящем показатели металлов: приличный теплоотвод от охлаждаемой поверхности плёнка из нового полимера обеспечивает уже при толщине в 3 мкм — вместо 50–75 мкм в случае обычных материалов.

Кроме того, она не становится со временем более хрупкой (если нет потока прямого ультрафиолета). Как известно, по мере миниатюризации электронных устройств толщина теплоотводящего слоя начинает играть всё более важную роль. Если теплоотводящий материал отходит от охлаждаемого, схема перестаёт работать, а металлические материалы далеко не всегда легко и просто совместить с неметаллическими с должной точностью. Полимер с его высокой адгезией от таких проблем избавлен изначально, что делает его здесь очень перспективным.

Развернуть массовое производство такого материала тоже не составит труда: технологически оно не слишком отличается от нанесения гальванопокрытия. Дополнительным бонусом нового наноструктурированного полимера является его высокая температурная устойчивость: испытания показали, что он не теряет своих свойств даже после 80 циклов нагрева до 200 °С.

Г-н Кола уже создал стартап Carbice Nanotechnologies, намереваясь в ближайшем будущем приступить к коммерциализации своей разработки, нацеленной на пассивное охлаждение электроники и светодиодов.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature Nanotechnology.

Подготовлено по материалам Технологического института Джорджии.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/materialovedenie/10012301/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта