Ny indsigt i, hvordan materialer overfører varme, kan føre til forbedret elektronik

Forskere ved University of California, Berkeley, har opdaget en ny måde, hvorpå materialer overfører varme, hvilket kan føre til forbedret elektronik og andre enheder.

Holdet, ledet af fysikeren Xiang Zhang, fandt ud af, at når to materialer med forskellige termiske egenskaber bringes i kontakt, er varmeoverførslen mellem dem ikke blot et spørgsmål om ledning, konvektion eller stråling. I stedet er der også en fjerde mekanisme, som de kalder "grænseflade termisk ledningsevne."

Grænseflade termisk ledningsevne er overførsel af varme over grænsefladen mellem to materialer. Det er forskelligt fra ledning, som er overførsel af varme gennem et materiale, og konvektion, som er overførsel af varme ved bevægelse af en væske.

Forskerne fandt ud af, at termisk ledningsevne på grænseflader kan være meget høj, selv når de to materialer har meget forskellige termiske egenskaber. Det betyder, at det kunne være muligt at bruge termisk ledningsevne på grænsefladen til at forbedre varmeoverførslen i elektroniske enheder, såsom computerchips og solceller.

"Denne opdagelse kan have en stor indflydelse på designet af elektroniske enheder," sagde Zhang. "Ved at forstå, hvordan grænseflade termisk ledningsevne virker, kan vi designe materialer og strukturer, der kan overføre varme mere effektivt."

Holdets resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Materials.

Potentielle anvendelser af grænseflade termisk ledningsevne

Opdagelsen af ​​grænseflade termisk ledningsevne kan have en række potentielle anvendelser inden for elektronik og andre områder. Her er et par eksempler:

* Forbedret varmeoverførsel i computerchips: Computerchips genererer meget varme, hvilket kan føre til ydeevneproblemer. Ved at bruge materialer med høj termisk ledningsevne på grænsefladen kan det være muligt at forbedre varmeoverførslen i computerchips og holde dem køligere.

* Mere effektive solceller: Solceller omdanner sollys til elektricitet, men noget af sollyset går tabt som varme. Ved at bruge materialer med høj termisk ledningsevne på grænsefladen kan det være muligt at forbedre solcellernes effektivitet og opfange mere af sollyset.

* Bedre termisk isolering: Termisk isolering bruges til at reducere varmeoverførslen mellem to genstande. Ved at bruge materialer med lav grænseflade termisk ledningsevne, kunne det være muligt at skabe mere effektiv termisk isolering.

Opdagelsen af ​​grænseflade termisk ledningsevne er en lovende ny udvikling, der kan føre til en række fremskridt inden for elektronik og andre områder. Ved at forstå, hvordan grænseflade termisk ledningsevne virker, kan forskere designe materialer og strukturer, der kan overføre varme mere effektivt og forbedre ydeevnen af ​​elektroniske enheder.