'Rodovias de calor' podem manter os eletrônicos resfriados

American Chemical Society

À medida que os dispositivos eletrônicos inteligentes se tornam menores e mais poderosos, eles podem gerar muito calor, levando a tempos de processamento mais lentos e desligamentos repentinos. Agora, na ACS Applied Nano Materials, os pesquisadores usam uma abordagem de eletrofiação para produzir um novo filme nanocomposto. Em testes, o filme dissipou calor quatro vezes mais eficientemente do que materiais similares, mostrando que um dia poderia ser usado para resfriar eletrônicos.

Eletrônicos menores e mais inteligentes revolucionaram muitos aspectos da vida, da comunicação à medicina. Mas os tamanhos reduzidos significam que esses dispositivos concentram o calor em áreas menores, o que pode causar atrasos nas velocidades de computação e até mesmo forçar os dispositivos a desligar completamente inesperadamente para evitar danos.

Para dissipar esse calor, os pesquisadores estão se voltando para materiais nanocompósitos que contêm um polímero flexível e uma carga termicamente condutora. Uma maneira simples de fazer nanocompósitos é por eletrofiação, na qual uma solução de polímero e carga é ejetada de uma seringa por meio de um bico carregado eletricamente, formando fibras que se acumulam em um filme fino. Embora simples, a eletrofiação a partir de uma única solução, ou eletrofiação uniaxial, dificulta o controle das propriedades do material. Então, Jinhong Yu, Sharorong Lu e colegas de trabalho usaram uma técnica de duas soluções, chamada eletrofiação coaxial, para controlar melhor o design da fibra e melhorar a dissipação de calor de um novo nanocompósito.

Os pesquisadores fizeram uma solução com o polímero selecionado, álcool polivinílico, e uma solução separada com o enchimento termicamente condutor, um material de nanodiamante, para produzir o novo nanocompósito. Ao encaixar uma seringa de cada solução em um bico que combinava os dois, os pesquisadores produziram fibras com um núcleo de álcool polivinílico e revestimento de nanodiamante, em vez de uma distribuição aleatória dos dois componentes. Os pesquisadores dizem que as fibras revestidas agem como uma "rodovia" para direcionar o calor, como o tráfego, ao longo e através das fibras ao longo do filme. Nos testes, os novos materiais dissiparam o calor melhor do que aqueles feitos com o bocal tradicional e foram quatro vezes mais termicamente condutivos do que os nanocompósitos relatados anteriormente. Os pesquisadores dizem que esses filmes podem um dia ser usados ​​para manter pequenos eletrônicos trabalhando duro enquanto permanecem frios.

Os autores reconhecem o financiamento do Laboratório Chave de Nova Tecnologia de Processamento para Materiais e Metais Não Ferrosos e do Laboratório Chave do Ministério da Educação/Guangxi de Materiais e Dispositivos Ópticos e Eletrônicos.

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Nano Materiais Aplicados ACS

10.1021/acsanm.3c00591

"Condutividade térmica aprimorada de nanofolhas de nanodiamante/filmes compostos de nanofibra de polímero por eletrofiação uniaxial e coaxial: implicações para o gerenciamento térmico de nanodispositivos"

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