Las 'carreteras de calor' podrían mantener la electrónica fresca

sociedad Química Americana

A medida que los dispositivos electrónicos inteligentes se vuelven más pequeños y más potentes, pueden generar mucho calor, lo que genera tiempos de procesamiento más lentos y apagones repentinos. Ahora, en ACS Applied Nano Materials, los investigadores utilizan un enfoque de electrohilado para producir una nueva película de nanocompuestos. En las pruebas, la película disipó el calor cuatro veces más eficientemente que materiales similares, lo que demuestra que algún día podría usarse para mantener frescos los componentes electrónicos.

Los dispositivos electrónicos más pequeños e inteligentes han revolucionado muchos aspectos de la vida, desde la comunicación hasta la medicina. Pero la reducción de tamaño significa que estos dispositivos concentran el calor en áreas más pequeñas, lo que puede causar retrasos en la velocidad de computación e incluso obligar a los dispositivos a apagarse por completo de forma inesperada para evitar daños.

Para disipar este calor, los investigadores están recurriendo a materiales nanocompuestos que contienen un polímero flexible y un relleno termoconductor. Una forma sencilla de hacer nanocompuestos es mediante electrospinning, en el que una solución de polímero y relleno se expulsa de una jeringa a través de una boquilla cargada eléctricamente, formando fibras que se acumulan en una película delgada. Si bien es simple, el electrohilado a partir de una sola solución, o el electrohilado uniaxial, dificulta el control de las propiedades del material. Entonces, Jinhong Yu, Sharorong Lu y sus compañeros de trabajo utilizaron una técnica de dos soluciones, llamada electrohilado coaxial, para controlar mejor el diseño de la fibra y mejorar la disipación de calor de un nuevo nanocompuesto.

Los investigadores hicieron una solución con su polímero seleccionado, alcohol polivinílico, y una solución separada con el relleno térmicamente conductor, un material de nanodiamante, para producir el nuevo nanocompuesto. Al colocar una jeringa de cada solución en una boquilla que combinaba los dos, los investigadores crearon fibras con un núcleo de alcohol polivinílico y un recubrimiento de nanodiamantes, en lugar de una distribución aleatoria de los dos componentes. Los investigadores dicen que las fibras recubiertas actúan como una "carretera" para dirigir el calor, como el tráfico, a lo largo ya través de las fibras a lo largo de la película. En las pruebas, los nuevos materiales disiparon el calor mejor que los fabricados con la boquilla tradicional y fueron cuatro veces más termoconductores que los nanocompuestos informados anteriormente. Los investigadores dicen que estas películas algún día podrían usarse para mantener pequeños dispositivos electrónicos trabajando duro mientras se mantienen frescos.

Los autores agradecen la financiación del Laboratorio clave de nueva tecnología de procesamiento para materiales y metales no ferrosos y el Laboratorio clave de materiales y dispositivos ópticos y electrónicos del Ministerio de Educación/Guangxi.

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Nano materiales aplicados por ACS

10.1021/acsanm.3c00591

"Conductividad térmica mejorada de nanoláminas de nanodiamantes/películas compuestas de nanofibras poliméricas mediante electrohilado uniaxial y coaxial: implicaciones para la gestión térmica de nanodispositivos"

17-may-2023

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