Interface thermique graphène et nanofil de cuivre à faible résistance thermique

Avec l'augmentation de la production de chaleur perdue par l'électronique d'aujourd'hui dans des espaces de plus en plus petits, évacuer cette chaleur assez rapidement pour éviter l'étranglement thermique ou les dommages est une préoccupation majeure. C'est là que les recherches de Lin Jing et de ses collègues du département de génie mécanique de l'Université Carnegie Mellon démontrent un matériau d'interface thermique (TIM) qui devrait fournir un coup de pouce significatif ici. Dans l'article publié dans ACS Nano (paywalled ; accès ouvert alternative à la préimpression) la construction de ce TIM « sandwich » de cuivre et de graphène est décrite, ainsi que des tests.

L'idée générale est d'utiliser des piliers entre les deux surfaces qui peuvent rapidement transporter la chaleur de la surface chaude à la froide. Bien que des versions en cuivre pur existent et fonctionnent, elles souffrent des complications liées à la nécessité de construire ces piliers de cuivre en place et de l'oxydation qui en résulte réduisant l'efficacité. Alors que le graphène et des matériaux similaires ont montré des capacités de transfert de chaleur supérieures, l'interfaçage de ces matériaux avec du cuivre et d'autres métaux s'est avéré problématique.

Ce que Lin Jing et al. démontrer dans cette étude est d'utiliser essentiellement l'approche du cuivre pur, mais de la combiner avec des recherches antérieures par Raghav Garg et coll. (2017), qui ont démontré comment développer des structures de graphène tridimensionnelles. En gainant les piliers en cuivre de graphène, ce matériau améliore le transfert de chaleur de 3%, tout en évitant l'oxydation du métal. Bien que le défi soit évidemment de transférer ces découvertes à quelque chose qui puisse être produit en masse pour les appareils grand public, cela démontre à quel point l'utilisation du graphène, qui est un matériau relativement nouveau pour de telles applications, est un matériau relativement nouveau en raison de la difficulté à le faire. produire jusqu'à récemment.

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