新的电导技术可以很酷的电脑芯片,激光器

令人惊讶地发现一种新的调谐和增强导热系数的新方法—通常被认为是针对给定材料固定的基本属性—为工程师提供一种用于管理智能手机和计算机,激光器和许多其他供电设备中的热效果的新工具。

该发现是由Vanderbilt Univity的机械工程副教授Deyu Li领导的一批工程师,并在线在线发布 自然纳米技术 on Dec. 11.

李和他的合作者发现,取决于它们用于将两个带粘在一起的过程,可以提高一对称为硼纳米纳米的薄条状材料的导热率。虽然该研究是用硼沥青进行的,但结果通常适用于其他薄膜材料。

一种控制热效应的全新方法
“这一点以一种全新的方式来控制可能对微电子的热效应产生重大影响的智能手机和计算机的设计,在光电子和LED设计上,以及许多其他领域,”Greg Walker,Vanderbiver的机械工程副教授和不直接参与研究的热运输专家。

据李称,将两个纳米队的力量在一起是一种弱静电吸引,称为van der Waals力。 (这是允许壁虎走上墙壁的相同力量。)

“传统上,普遍认为携带热量的声子被散布在范德华界面,这使得带状束’导热性与每个带的导热率相同。我们发现的是与这种古典视图鲜明对比。我们表明声子可以在不分散的情况下越过这些界面,这显着提高了导热率,”李说。此外,研究人员发现,通过用不同的溶液处理纳米卷对对的界面,它们可以控制高值和低值之间的导热率。

增强完全可逆

发现的效果的一个显着方面是它是可逆的。例如,当研究人员用异丙醇润湿一对纳米波巴的界面时,将它们压在一起并让它们干燥,导热率与单个纳米臂的导热率相同。然而,当它们用纯醇润湿它们并让它们干燥时,导热率提高。然后,当它们再次用异丙醇润湿它们时,导热率下降到原始低值。

“这很难调整导热系数等基本材料性质,并且明显的可调导热率使得研究特别有趣,” Walker said.

可能应用这种新知识的第一个领域之一是电脑芯片等微电子器件的热管理。如今,数十亿万亿晶体管堵塞了指甲的大小。这些芯片产生了如此多的热量,其中一个主要因素在其设计中是为了防止过热。事实上,热管理是今天背后的主要原因之一’S多核处理器设计。

“更好地了解跨接口的热传输是实现微电子器件更好的热管理的关键,” Li said.

发现可以改善纳米复合材料的设计

发现将重要的另一个领域是在设计方面“nanocomposites” —通过将纳米结构添加剂(例如碳纳米管)嵌入诸如各种聚合物的主体材料而制备的材料—正在开发用于灵活的电子设备,用于航空航天车辆的结构材料和各种其他应用。

该研究的合作者是博士研究副博士杨阳,研究生杨阳和斯科特沃尔特梅尔(Scott Waltermire)从Vanderbilt;研究生副吴友福江,博士后研究副研究员,研究助理张教授,北卡罗来纳大学的Zerry T. Xu副教授。云飞教授从中国东南大学的陈;来自洛克希德马丁太空系统公司的Alfred A. Zinn;和拉维普拉斯赫尔来自美国能源部。

该研究是以国家科学基金会,洛克希德马丁的财政支持’s Engineering &科技大学研究举措计划与海军研究办公室。

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