Interface térmica de nanofios de grafeno e cobre com baixa resistência térmica

Com a crescente produção de calor residual pelos eletrônicos atuais em espaços cada vez menores, retirar esse calor com rapidez suficiente para evitar estrangulamento térmico ou danos é uma grande preocupação. É aqui que a pesquisa de Lin Jing e colegas do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Carnegie Mellon demonstra um material de interface térmica (TIM) que deve fornecer um impulso significativo aqui. No artigo, publicado em ACS Nano (paywalled; acesso aberto alternativa de pré-impressão) a construção deste 'sanduíche' TIM de cobre e grafeno é descrita, juntamente com testes.

A ideia geral é usar pilares entre as duas superfícies que possam transportar rapidamente o calor da superfície quente para a fria. Embora existam versões de cobre puro e funcionem, elas sofrem com as complicações de ter que construir esses pilares de cobre no lugar e a subsequente oxidação reduzindo a eficácia. Embora o grafeno e materiais semelhantes tenham demonstrado capacidades superiores de transferência de calor, a interface desses materiais com cobre e outros metais tem se mostrado problemática.

O que Lin Jing et al. demonstrar neste estudo é usar essencialmente a abordagem do cobre puro, mas combiná-la com pesquisas anteriores de Raghav Garg et al. (2017), que demonstraram como fazer crescer estruturas tridimensionais de grafeno. Ao revestir os pilares de cobre com grafeno, este material melhora a transferência de calor em 3%, evitando a oxidação do metal. Embora o desafio seja obviamente transferir estas descobertas para algo que possa ser produzido em massa para dispositivos de consumo, isso demonstra o potencial que existe na utilização do grafeno, que é um material relativamente novo para tais aplicações devido à dificuldade de produzia até recentemente.

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