_ Un sistem eficient din punct de vedere energetic metodă de îmbunătățire a conductivității termice a compozitelor polimerice

Prin natura lor ușoară și flexibilitatea, compozitele polimerice conductoare termic sunt aplicate între o sursă de căldură și o chiuvetă în electronică pentru a disipa căldura generată în împrejurimi. Disiparea eficientă a căldurii se realizează datorită utilizării materialelor de umplutură cu anumite orientări care facilitează fluxul de căldură.

Procedeul convențional de modificare a orientării materialului de umplutură este însă un proces consumator de energie care necesită utilizarea de câmpuri electrice/magnetice și modificări ale suprafeței care pot compromite calitatea umpluturii și proprietățile sale termice.

Acum, într-un nou studiu, profesorul Chae Bin Kim și echipa sa de la Universitatea Națională Pusan, Republica Coreea, au a dezvoltat un proces eficient din punct de vedere energetic pentru a schimba orientarea umpluturii fără a fi nevoie de modificări ale suprafeței.

Această lucrare a fost disponibilă online pe 17 octombrie 2022 și va fi publicată în volumul 117 al revistei Polymer Testing la 1 ianuarie 2023.

Metoda propusă folosește termoforeza, un fenomen în care un gradient de temperatură face ca particulele solide suspendate într-un mediu fluid să se miște sau să se rotească. Pentru a pregăti compozitul polimeric, cercetătorii au suspendat particule de umplutură de nitrură de bor hexagonală (h-BN) conductoare termic într-un lichid curabil cu UV și le-au acoperit între două plăci de sticlă.

Un gradient de temperatură a fost aplicat de-a lungul filmului. grosimea, determinând rotirea particulelor de umplutură și realinierea de-a lungul gradientului de temperatură aplicat. La atingerea orientărilor dorite, compozitul a fost fotopolimerit, rezultând un compozit solid cu orientări fixe de umplutură care formează o cale de transfer de căldură.

„Din cele mai bune cunoștințe, studiul actual este prima demonstrație experimentală a controlului orientarea anizotropă a umpluturii folosind termoforeză”, spune profesorul Kim.

Compozitele polimerice conductoare termic, cum ar fi pasta termică, sunt folosite în telefoane, laptopuri, chiar și în baterii. Având în vedere producția în creștere de electronice și tranziția preconizată la vehicule electrice, metoda propusă are potențialul de a reduce costul energetic al fabricării compozitelor polimerice conductoare termic. În plus, evitând necesitatea modificărilor de suprafață, pot fi dezvoltate compozite polimerice conductoare termic extrem de eficiente pentru o disipare îmbunătățită a căldurii și pentru a prelungi durata de viață a electronicelor.

„Materiale eficiente de disipare a căldurii pot asigura cele mai bune condiții de funcționare pentru dispozitiv. cu fiabilitate, durată de viață și siguranță îmbunătățite pentru utilizator”, spune profesorul Kim.

Pe lângă îmbunătățirea conductibilității termice, materialele de umplutură sunt folosite și pentru a modifica proprietățile optice, electrice și mecanice ale compozitului. Oferind o modalitate de a reorienta materialul de umplutură fără modificări ale suprafeței, metoda propusă poate fi, de asemenea, adoptată pentru a regla proprietățile unei game largi de compozite polimerice fără a le deteriora calitatea.

(Fluierul)