Sådan afkøles en smartphone

NUST MISIS-forskere har udviklet kompositter, der leder varme mange gange bedre end deres modstykker og endda er genstand for enkel og billig forarbejdning. Ved at bruge den nyvundne teknologi i moderne elektronik, det er muligt at løse problemet med PCB-overophedning. Forskningsresultaterne blev offentliggjort i Journal of Alloys and Compounds .

Elektronik kan overophedes, fryser, automatisk genstart, etc., men dette er kun den synlige del af problemet. Ved regelmæssig overophedning, en enhed nedbrydes simpelthen, da forhøjede temperaturer altid er farlige for dens indre komponenter. Tit, overophedning manifesteres af regelmæssige "frysninger" efter lancering af gadgeten, eller værre, ved en blå skærm eller en uventet nedlukning. Computer- og smartphone-processorer og videokort er de mest følsomme over for temperaturstigninger, da høje temperaturer reducerer tiden for deres stabile drift. Selvom moderne enheder automatisk slukkes, når en kritisk temperatur nås, en mere normal temperaturstigning fører til processorfejl og endda chippens sammenbrud.

For at løse dette problem, NUST MISIS-forskere har foreslået en universel metode til at producere billige, lette kompositter med høj varmeledningsevne og dybe mekaniske egenskaber.

"Et materiale, der leder varme godt og ikke leder elektrisk strøm og derfor har en polymerbase, er potentielt billigere end almindelige analoger i produktions- og forarbejdningscyklussen, så det er blevet vores mål, " sagde Dmitry Muratov, en af ​​undersøgelsens forfattere, og seniorforsker ved NUST MISIS afdeling for funktionelle nanosystemer og højtemperaturmaterialer.

Ifølge Muratov, den opnåede komposit er meget lovende til at erstatte forstærkede lagdelte materialer i printplader eller i små elektroniktilfælde, hvor der er mærkbar varmeudvikling (f.eks. diodelamper).

Teknologien implementeret hos NUST MISIS indebærer, at højdensitetspolyethylen bruges som polymerbasis, og hexagonalt bornitrid som materialefyldstof. Forskerholdet har udviklet en optimal kombination af forarbejdningstilstande for at sikre fyldstoffets ønskede egenskaber.

"Som resultat, vi har opnået positive resultater. Arbejdet demonstrerer styrken af ​​kompositten baseret på polyethylen og bornitrid i mængden af ​​24 MPa, og dens varmeledningsevne er blevet mindst to eller tre gange højere end glasfibers, som bruges i analoge enheder, " sagde Dmitry Muratov.

Muratov mener, at materialet effektivt kan erstatte glasfiber i moderne elektronik, fordi det ikke har tilsvarende ulemper ved giftige epoxyharpikser i sammensætningen. Udover at kompositten fjerner varme i den ønskede grad - omkring 1W/m*K - er den også nem at genbruge.

"Den økonomiske fordel ved vores materialer skyldes den lette anvendelse, mens glasfiber er ekstremt vanskeligt at behandle, fordi dets polymer er lavet af reaktiv plast (epoxyharpiks), der ikke kan genbruges efter hærdning, sagde Muratov.

I øjeblikket, forskere samarbejder med University of Nebraska-Lincoln (U.S.) i syntesen af ​​todimensionelle materialer og undersøgelser af deres egenskaber. De leder efter en måde at dramatisk øge den termiske ledningsevne af kompositter ved at bruge materialer, hvor høje hastigheder er blevet teoretisk begrundet.