Interfaz térmica de nanocables de grafeno y cobre con baja resistencia térmica

Con la creciente producción de calor residual por parte de la electrónica actual en espacios cada vez más pequeños, extraer este calor lo suficientemente rápido como para evitar estrangulamiento térmico o daños es una preocupación importante. Aquí es donde la investigación realizada por Lin Jing y sus colegas del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Carnegie Mellon demuestra un material de interfaz térmica (TIM) que debería proporcionar un impulso significativo aquí. En el artículo, publicado en ACS Nano (con muro de pago; acceso abierto alternativa de preimpresión) se describe la construcción de este TIM 'sándwich' de cobre y grafeno, junto con las pruebas.

La idea general es utilizar pilares entre las dos superficies que puedan transportar rápidamente el calor de la superficie caliente a la fría. Aunque existen versiones de cobre puro y funcionan, sufren las complicaciones de tener que construir estos pilares de cobre en su lugar y la posterior oxidación reduce la efectividad. Si bien el grafeno y materiales similares han demostrado capacidades superiores de transferencia de calor, interconectar estos materiales con cobre y otros metales ha resultado problemático.

Lo que Lin Jing et al. demostrar en este estudio es utilizar esencialmente el enfoque del cobre puro, pero combinarlo con investigaciones anteriores de Raghav Garg et al. (2017), quienes demostraron cómo hacer crecer estructuras de grafeno tridimensionales. Al revestir los pilares de cobre con grafeno, este material mejora la transferencia de calor en un 3%, al tiempo que evita la oxidación del metal. Si bien el desafío es obviamente transferir estos hallazgos a algo que pueda producirse en masa para dispositivos de consumo, demuestra cuánto potencial hay en el uso del grafeno, que es un material relativamente nuevo para este tipo de aplicaciones debido a lo difícil que fue producir hasta hace poco.

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• Fuente: https://hackaday.com/2023/03/05/graphene-and-copper-nanowire-thermal-interface-with-low-thermal-resistance/