Исследователи из Северо-Восточного университета США разработали новаторский пластико-керамический композит, который эффективно отводит тепло от электронных устройств. Эта инновация может кардинально изменить подходы к охлаждению электроники, включая смартфоны, радарные системы и электромобили. Об этом сообщает Северо-Восточный университет (NU).
«Теплоотвод — серьезная задача для мощной электроники. При перегреве устройства приходится замедлять или отключать, — отмечает руководитель проекта профессор Рэндалл Эрб. — Это приемлемо для телефонов, но неприемлемо для систем, от которых зависит безопасность, таких как радары».
Группа исследователей интегрировала керамику, полимеры и специальные добавки в композит, который можно использовать в 3D-печати, обладающий уникальной внутренней структурой. Обычно пластик неэффективен в передаче тепла, но учёным удалось добиться показателей теплопроводности, превосходящих нержавеющую сталь, при этом материал в четыре раза легче.
Ключевым элементом успеха стала точная организация структуры материала на всех уровнях — от молекул до готовых деталей. В процессе 3D-печати керамические частицы располагаются в установленном порядке, а затем при нагреве между ними формируются мостики из кристаллического полимера. Это приводит к созданию сети, по которой тепло распространяется значительно эффективнее, чем в традиционных полимерах.
В отличие от металлов, разработанный материал не проводит электрический ток и не препятствует прохождению радиосигналов, что делает его особенно ценным для 5G-устройств, радаров и других чувствительных электроники. Он эффективно отводит тепло без коротких замыканий и помех.
Новый композит может найти применение не только в телефонах и военных системах. Научная команда отмечает, что он может решать проблемы перегрева в дата-центрах и предотвратить возгорание аккумуляторов электромобилей. Например, он может улучшить теплоотвод между батареями или чипами и системами охлаждения.