Berta Sándor
Cellulóz nanoszálak védhetik a chipeket a hőtől
A hagyományos hűtőbordáknál jóval vékonyabb megoldás célzottan képes elvezetni a hőt.
Az elektronikus eszközök egyre kisebbek és vékonyabbak, de ezzel együtt csökkent a belső elemek elhelyezésére szolgáló hely. Az egyre vékonyabb kütyükben nagyon nehéz jól elvezetni a termelődő hőt, mert a hagyományos hűtőbordák hatalmasak, és általában nem integrálhatók az apró szerkezetekbe. A Tokiói Tudományegyetem kutatói Kojiro Uetani vezetésével olyan cellulóz nanoszálakból és szénszálas töltőanyagokból álló megoldást fejlesztettek ki, amely vékony és rugalmas, alkalmazkodik az elektronikus alkatrészek alakjához és csak néhány irányba engedi a hőt kisugározni. A célzott hőelvezetés védi a szomszédos chipeket és növeli a teljes áramköri lap élettartamát.
"Egy olyan hordozó esetében, amelyre több eszközt nagy sűrűségben szerelnek fel, szabályozni kell a hőterjedés irányát, és hatékony hőelvezető utat kell találni" - jelentette ki Uetani. A szakemberek a cellulóz nanoszálakat tengeri tintahalakból nyerték, amelyek a világ óceánjaiban szinte minden mélységben előforduló zsákállatok. A kutatócsoport - amelynek tagjai a nemzeti Műszaki Intézet és a Tokiói Műszaki Egyetem munkatársai - azt is megállapította, hogy ezek a szálak különösen jó hővezető képességgel rendelkeznek.
A fejlesztők kihasználták azt a tényt, hogy a cellulóz és a szén természetes affinitással rendelkezik. A ceruzában lévő grafit például tökéletesen tapad a papírra. A film előállításához a szakértők mindkét szálból vizes szuszpenziót készítettek, amelyet úgy módosítottak, hogy a szénszálak pontosan párhuzamosan feküdjenek. A cellulóz tartotta őket a helyükön. Száradás után a kívánt tulajdonságokkal rendelkező filmet kaptak. A hősugárzás a szálak irányában négyszer nagyobb volt, mint rájuk merőlegesen.
A kutatók hangsúlyozták, hogy amikor az így védett eszközöknek lejárt a szavatossága, a szénszálak visszanyerhetők és újrafelhasználhatók. "Az általunk, emberek által termelt hulladék óriási hatással van a környezetre. Ezért olyan anyagot akartunk létrehozni, amelyet használat után nem kell kidobni, hanem újrafelhasználható" - szögezte le végül Uetani.
Az elektronikus eszközök egyre kisebbek és vékonyabbak, de ezzel együtt csökkent a belső elemek elhelyezésére szolgáló hely. Az egyre vékonyabb kütyükben nagyon nehéz jól elvezetni a termelődő hőt, mert a hagyományos hűtőbordák hatalmasak, és általában nem integrálhatók az apró szerkezetekbe. A Tokiói Tudományegyetem kutatói Kojiro Uetani vezetésével olyan cellulóz nanoszálakból és szénszálas töltőanyagokból álló megoldást fejlesztettek ki, amely vékony és rugalmas, alkalmazkodik az elektronikus alkatrészek alakjához és csak néhány irányba engedi a hőt kisugározni. A célzott hőelvezetés védi a szomszédos chipeket és növeli a teljes áramköri lap élettartamát.
"Egy olyan hordozó esetében, amelyre több eszközt nagy sűrűségben szerelnek fel, szabályozni kell a hőterjedés irányát, és hatékony hőelvezető utat kell találni" - jelentette ki Uetani. A szakemberek a cellulóz nanoszálakat tengeri tintahalakból nyerték, amelyek a világ óceánjaiban szinte minden mélységben előforduló zsákállatok. A kutatócsoport - amelynek tagjai a nemzeti Műszaki Intézet és a Tokiói Műszaki Egyetem munkatársai - azt is megállapította, hogy ezek a szálak különösen jó hővezető képességgel rendelkeznek.
A fejlesztők kihasználták azt a tényt, hogy a cellulóz és a szén természetes affinitással rendelkezik. A ceruzában lévő grafit például tökéletesen tapad a papírra. A film előállításához a szakértők mindkét szálból vizes szuszpenziót készítettek, amelyet úgy módosítottak, hogy a szénszálak pontosan párhuzamosan feküdjenek. A cellulóz tartotta őket a helyükön. Száradás után a kívánt tulajdonságokkal rendelkező filmet kaptak. A hősugárzás a szálak irányában négyszer nagyobb volt, mint rájuk merőlegesen.
A kutatók hangsúlyozták, hogy amikor az így védett eszközöknek lejárt a szavatossága, a szénszálak visszanyerhetők és újrafelhasználhatók. "Az általunk, emberek által termelt hulladék óriási hatással van a környezetre. Ezért olyan anyagot akartunk létrehozni, amelyet használat után nem kell kidobni, hanem újrafelhasználható" - szögezte le végül Uetani.