Interfaccia termica in nanofili di rame e grafene con bassa resistenza termica

Con la crescente produzione di calore di scarto da parte dell'elettronica odierna in spazi sempre più piccoli, allontanare questo calore abbastanza rapidamente da evitare strozzature termiche o danni è una delle principali preoccupazioni. È qui che la ricerca di Lin Jing e colleghi del Dipartimento di ingegneria meccanica della Carnegie Mellon University dimostra un materiale di interfaccia termica (TIM) che dovrebbe fornire un impulso significativo in questo caso. Nell'articolo, pubblicato in ACS Nano (a pagamento; accesso aperto alternativa alla prestampa) viene descritta la costruzione di questo TIM "sandwich" di rame e grafene, insieme ai test.

L'idea generale è quella di utilizzare dei pilastri tra le due superfici che possano trasportare rapidamente il calore dalla superficie calda a quella fredda. Sebbene esistano e funzionino versioni in rame puro, soffrono delle complicazioni legate alla necessità di costruire questi pilastri di rame in posizione e alla successiva ossidazione che ne riduce l'efficacia. Sebbene il grafene e materiali simili abbiano mostrato capacità di trasferimento del calore superiori, l’interfacciamento di questi materiali con rame e altri metalli si è rivelato problematico.

Ciò che Lin Jing et al. dimostrare in questo studio è quello di utilizzare essenzialmente l'approccio del rame puro, ma di combinarlo con la ricerca precedente Raghav Garg et al. (2017), che ha dimostrato come far crescere strutture di grafene tridimensionali. Rivestendo i pilastri in rame con grafene, questo materiale migliora il trasferimento di calore del 3%, prevenendo l'ossidazione del metallo. Sebbene la sfida sia ovviamente quella di trasferire questi risultati a qualcosa che possa essere prodotto in serie per i dispositivi di consumo, ciò dimostra quanto potenziale ci sia nell’uso del grafene, che è un materiale relativamente nuovo per tali applicazioni a causa di quanto sia stato difficile da realizzare. produrre fino a poco tempo fa.

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