Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han desarrollado una película ensamblada de grafeno que tiene una conductividad térmica más del 60 por ciento mayor que la película de grafito, a pesar de que el grafito simplemente consta de muchas capas de grafeno. La película de grafeno muestra un gran potencial comoun novedoso material de dispersión de calor para electrónica impulsada por factor de forma y otros sistemas impulsados por alta potencia.
Hasta ahora, los científicos de la comunidad de investigación de grafeno han asumido que la película ensamblada con grafeno no puede tener una conductividad térmica más alta que la película de grafito. El grafeno de una sola capa tiene una conductividad térmica entre 3500 y 5000 W / mK. Si coloca dos capas de grafeno juntas, entoncesteóricamente se convierte en grafito, ya que el grafeno es solo una capa de grafito.
Hoy en día, las películas de grafito, que son prácticamente útiles para la disipación de calor y la propagación en teléfonos móviles y otros dispositivos de energía, tienen una conductividad térmica de hasta 1950 W / mK. Por lo tanto, la película ensamblada con grafeno no debe tener una conductividad térmica mayor queesta.
Los investigadores científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers han cambiado recientemente esta situación. Descubrieron que la conductividad térmica de la película ensamblada con grafeno puede alcanzar hasta 3200 W / mK, que es más del 60 por ciento más alta que las mejores películas de grafito.
El profesor Johan Liu y su equipo de investigación han hecho esto a través del control cuidadoso tanto del tamaño de grano como del orden de apilamiento de las capas de grafeno. La alta conductividad térmica es el resultado de un gran tamaño de grano, alta planitud y energía débil de unión de la capa intermedia del grafenoCon estas características importantes, los fonones, cuyo movimiento y vibración determinan el rendimiento térmico, pueden moverse más rápido en las capas de grafeno en lugar de interactuar entre las capas, lo que conduce a una mayor conductividad térmica.
"Este es realmente un gran avance científico, y puede tener un gran impacto en la transformación de la industria existente de fabricación de películas de grafito", dice Johan Liu.
Además, los investigadores descubrieron que la película de grafeno tiene una resistencia a la tracción mecánica casi tres veces mayor que la película de grafito, llegando a 70 MPa.
"Con las ventajas de una conductividad térmica ultraalta y estructuras delgadas, flexibles y robustas, la película de grafeno desarrollada muestra un gran potencial como un nuevo material de dispersión de calor para la gestión térmica de la electrónica impulsada por factor de forma y otros dispositivos de alta potenciasistemas ", dice Johan Liu.
Como consecuencia de la miniaturización e integración interminables, el rendimiento y la confiabilidad de los dispositivos electrónicos modernos y muchos otros sistemas de alta potencia están muy amenazados por graves problemas de disipación térmica.
"Para abordar el problema, los materiales de dispersión de calor deben obtener mejores propiedades cuando se trata de conductividad térmica, grosor, flexibilidad y robustez, para que coincida con la naturaleza compleja y altamente integrada de los sistemas de energía", dice Johan Liu. "Conductividad térmica disponible comercialmentemateriales, como el cobre, el aluminio y la película de grafito artificial, ya no satisfarán y satisfarán estas demandas ".
La IP del proceso de fabricación de alta calidad para la película de grafeno pertenece a SHT Smart High Tech AB, una empresa derivada de Chalmers, que se centrará en la comercialización de la tecnología.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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